재구성 가능 전력망의 쾌속 방사상 테스트

분산 에너지 자원, 전기차, 마이크로그리드 통합으로 배전망이 스마트하고 능동적인 분산형 아키텍처로 진화함에 따라, 계통 재구성은 최적 운영의 핵심 도구가 되었습니다. 이때 최적화 알고리즘이 제안하는 모든 잠재적 솔루션의 방사상(radiality) 여부를 평가하는 과정은 전체 인구 준비 시간의 80% 이상을 차지할 정도로 병목 현상을 유발합니다. 본 연구는 기존의 Prim 알고리즘, Fiedler 정리 기반 고유값 분석, 깊이 우선 탐색(DFS), 라플라시안 행렬의 영 고유값 중복도 등 네 가지 방사상 테스트 전략의 성능을 평가합니다. 특히 Fiedler 값 계산 및 행렬 중복도 평가를 위한 효율적인 대안을 제안하고, MATLAB 환경과 현장 스마트 그리드 컨트롤러를 모방한 Processor-in-the-Loop 마이크로컴퓨터에서 이들을 비교 분석했습니다. MATLAB 환경에서는 DFS가 평균 0.003초로 Prim 알고리즘(0.026초)보다 약 10배 빨랐으며, 중복도(0.004초)는 50개 미만 버스에서 DFS를 근소하게 앞섰습니다. 임베디드 장치에서는 DFS가 평균 0.064초로 Prim(0.175초)보다 약 3배 빨랐고, 중복도는 0.071초를 기록했습니다. Fiedler는 MATLAB에서 Prim 시간의 절반(0.011초)이었으나, DFS와 중복도보다는 느렸습니다. 10,000개의 무작위 그리드에 대한 정확도 테스트 결과, Prim과 DFS는 100% 정확도를 보였고, Fiedler는 100%, 중복도는 99.97%의 정확도를 나타냈습니다. 이 연구는 재구성 가능한 전력망의 최적화 가속화를 위한 효율적인 방사상 테스트 방법론을 제시하며, 스마트 그리드 제어 시스템의 실시간 성능 향상에 기여할 수 있습니다.