KAIST(총장 신성철)는 김기응 AI대학원 교수 연구팀(홍성훈, 윤든솔 석사과정, 이병준 박사과
정)이 인공지능 기반 전력망 운영관리 기술을 겨루는 국제경진대회 'L2RPN 챌린지(Learning
to Run a Power Network Challenge 2020 WCCI)'에서 최종 1위를 차지했다고 26일 밝혔다
단순한 전력망이 에너지 클라우드·네트워크로 진화하려면 신재생 에너지 비율이 30% 이상이 돼야 하고, 신재생 에너지 비율이 높아지면 전력망 운영의 복잡도가 매우 증가한다. 실제로 독일의 경우 신재생 에너지 비율이 30%가 넘어가면서 전력사고가 3000건 이상 증가할 정도로 심각하며, 미국의 ENRON 사태 직전에도 에너지 발전과 수요 사이의 수급 조절에 문제가 생기면서 잦은 정전 사태가 났던 바 있다.
전력망 운영에 인공지능 기술 도입은 아직 초기 단계이며, 현재 사용되고 있는 전력망은 관리자의 개입 없이 1시간 이상 운영되기 힘든 실정이다. 이에 프랑스 RTE(Réseau de Transportd'Électricité)는 올해 특정 국가 수도 규모의 복잡한 전력망을 72시간 동안 관리자 개입 없이 스스로 안전하고 효율적으로 운영될 수 있는 인공지능 전력망 관리 에이전트를 개발하는 것을 목표로 대회를 개최했다.
시간에 따른 공급-수요의 변화, 시설 유지보수·재난에 따른 급작스러운 단전 등 다양한 시나리오에 대해 전력망 운영관리 능력의 평가가 이뤄졌다.
연구팀은 이번 대회에서 전력망 구조를 효과적으로 반영할 수 있는 그래프 신경망 모델 기반
의 강화학습 에이전트를 개발해 참가했다. 기존 에이전트들은 소규모의 전력망에서만 적용 가
능하다는 한계가 있었지만, 김 교수 연구팀은 국가 수도 규모의 복잡한 전력망에도 적용 가능
한 에이전트를 제시했다.
연구팀의 에이전트는 주어진 모든 테스트 시나리오에 대해 안전하고 효율적으로 전력망을 운영해 최종 1위를 거머줬다. 우승팀에게는 상금으로 미국 실리콘밸리에 있는 GEIRI North America를 방문할 수 있는 여행경비와 학회참가 비용 3000달러가 주어진다. 연구진은 앞으로도 기술을 고도화해 국가 규모의 전력망과 다양한 신재생 에너지원을 다룰 수 있도록 확장할 계획이다.
해당 대회는 기계학습 연구를 촉진하기 위한 각종 경진대회를 주관하는 비영리단체ChaLearn, 유럽 최대 전력망을 운영관리하는 프랑스 전력공사의 자회사 RTE(Réseau de Transportd'Électricité) 등이 공동주최해 세계 각국의 약 50팀이 약 40일간 2020.05.20.~06.30) 온라인으로 참여했다.
경진대회 'L2RPN'은 2019년 처음 개최, 2019년 대회는 IEEE-14 라는 14개의 변전소를 포함하는 가상의 전력망에서 단순한 운영을 목표로 열렸다.
한편 이번 연구는 과기정통부 에너지 클라우드 기술개발 사업지원으로 설치된 개방형 에너지 클라우드 플랫폼 연구단과제로 수행됐다. (연구단장 문수복 KAIST 전산학부 교수)
기사 원문 : 헬로디디
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