AC/DC Hybrid 배전망 안전 운영을 위한 가상 물리 시스템 통합형 데이터 아키텍처 설계 (Design of an Integrated Data Architecture for Safe Operation of AC/DC Hybrid Distribution Network using Cyber Physical System)

신재생 에너지 발전량과 DC 전력의 수요가 확대되면서 DC전원에 대한 중요성이 강화되고 있다. 따라서 장기적인 전력 효율 향상을 위해서는 기존의 AC 계통의 전력망과 DC 계통의 전력망의 연계는 필수적이다. 하지만 AC계통과 DC 계통에서의 안전문제의 종류왿� 대응이 상이하기 때문에 가상 물리 시스템(CPS, Cyber Physical System)을 도입하고자 한다. 본 연구는 AC/DC Hybrid 배전망의 CPS 도입을 위한 요구사항을 분석하여 CPS 모듈에서 수행하여야 하는 실시간 시뮬레이션, 이벤트 시뮬레이션, 안전운전-고장재난 시나리오 시뮬레이션 등의 개체를 정의하였고 데이터 모델링을 수행하였다. 본 연구에서 제안하는 데이터 호출부왿� 데이터 구조를 통해 AC/DC Hybrid 배전망 테스트베드를 기준으로 약 0.07 Mbps의 대역폭을 사용하게 되고 이는 충분한 동시 사용자 확보할 수 있으므로 실시간 시뮬레이션을 위한 데이터 구조로 적합하다.

As the generation of renewable energy and the demand for DC power increases, the importance of DC power source is becoming more important. Therefore, for long-term improvements in power efficiency, the integration of existing AC power grids with DC power grids is essential. This integration can minimize capital costs and enhance operational efficiency. However, the difference between AC and DC systems results in varying types of safety issues and different responses. To address these issues and ensure the safe operation of AC/DC hybrid distribution networks, risk prediction through real-time data collection, analysis, and simulation using Cyber-Physical System(CPS) can be introduced. This study analyzes the requirements for adopting CPS in AC/DC hybrid distribution networks and defines entities such as real-time simulation, event simulation, and safe operation-fault disaster scenario simulation, which need to be performed by the CPS module and data modeling was conducted. Based on the AC/DC hybrid distribution network test-bed, the proposed data structure and call mechanism require approximately 0.07 Mbps of bandwidth, which is sufficient to support multiple concurrent users, making it suitable for real-time simulation data structures.