서강대학교 전자공학과

전자공학과 김홍석 교수 연구팀,

에너지 분야 국제 저명 저널 'Applied Energy' 논문 게재

▲왼쪽부터 전자공학과 김홍석 교수, 김민수 박사과정, 박태섭 박사과정

본교 전자공학과 김민수 박사과정(지도교수 김홍석)의 논문이 에너지 분야 국제 저명 저널인 Applied Energy(2023년 발표 기준 JCR Impact Factor 11.2, 상위 6.1%)에 게재 승인 되었다.

해당 논문은 재생에너지 발전과 가정 부하에서 발생하는 다양한 불확실성을 고려한 인공지능 기반의 새로운 가정 에너지 관리 시스템 (Home Energy Management Systems, HEMS)에 관한 것이다. 특별히, 제안하는 프레임워크에서는 이벤트 각각의 불확실성에 대한 시나리오를 딥러닝을 통해 생성한 후, 생성된 다수의 시나리오 간의 확률적 특성을 유지하면서 최적화에 소요되는 시간을 줄이기 위해 임의의 두 확률분포 사이의 거리를 측정하는 방식 중 하나인 Wasserstein 거리를 기반으로 동작하는 “클러스터 분위수 시나리오 축소” (Clustered Quantile Scenario Reduction, CQSR) 알고리즘을 제안하였다. 이를 통해 본 논문에서는 비교군 대비 연산시간을 최대 93.7%, 가정 에너지 사용 비용을 최대 81.4% 줄였다.

제안된 CQSR HEMS 프레임워크는 재생에너지 생산과 부하 프로파일의 불확실성을 고려하여, 에너지 효율 향상, 지속 가능한 에너지원 채택 증가, 그리드 안정성 강화, 스마트 홈 기술 발전 및 기후변화 완화에 기여할 수 있으며, 가정용 에너지관리시스템 뿐만 아니라, 공장, 빌딩, 전기차충전 등 다양한 응용에 포괄적인 적용이 가능하다.

▲제안한 HEMS 프레임워크

- 논문명 : Stochastic optimization of home energy management system using clustered quantile scenario reduction

- 저널명:  Applied Energy (IF 11.2, JCR 상위 6.1%)

- 저자명 : 김민수 (서강대학교), 박태섭 (서강대학교), 정재익 (한국전자통신연구원), 김홍석 (서강대학교)