"알고리즘으로 정전 막자"…매스웍스, 美 포춘500 전력사 손잡고 전력망 시뮬

전력망 수요 불확실성에 확률론적 모델링 도입…신뢰성 평가·투자 우선순위 재설계

매스웍스가 포춘 500 전력 기업과 함께 수백만 개 전력망 시나리오를 자동으로 분석하는 시스템을 만들었다.

매스웍스는 에버소스 에너지와 함께 재생에너지 통합을 위한 시스템 계획 프로세스를 구축해 전력망 불확실성 해소와 인프라 투자 효율화 효과를 노린다고 13일 밝혔다. 에버소스는 미국 포춘지가 선정한 글로벌 500대 기업 중 하나로, 뉴잉글랜드 최대 전력 유틸리티다.

에버소스는 태양광 패널, 전기차, 히트펌프 등 재생에너지 보급이 확대됨에 따라 배전망 수요 예측의 정확도를 높이기 위해 확률론적 조류 계산(PLF) 시스템을 개발했다. 이 시스템은 수백만 개의 전력망 시나리오를 시뮬레이션해 각 시나리오의 확률과 리스크를 평가하고 이에 따라 우선순위를 결정하는 방식이다.

확률론적 조류 계산(PLF) 시스템을 활용한 다양한 운영 조건에서의 전력 시스템 신뢰성 및 성능 평가 (사진=매스웍스)

미국 에너지정보청은 향후 2년간 약 48기가와트(GW)의 태양광 설비가 새로 설치될 것으로 전망하고 있다. 에버소스는 기존 시나리오 기반 모델링 방식으로는 이러한 속도의 변화에 대응하기 어렵다고 판단해 시뮬레이션 전 과정을 PLF 기반으로 자동화했다.

새 시스템의 구현은 매스웍스의 기술 지원을 통해 이뤄졌다. 에버소스는 매트랩을 개발 환경으로 활용해 수치 연산 병렬 처리와 대규모 시뮬레이션 수행을 가능케 했다. 컴퓨팅처리장치(CPU) 및 그래픽처리장치(GPU) 클러스터 기반 병렬 처리를 통해 시뮬레이션 속도를 대폭 개선했다.

확률 변수 기반의 다양한 시나리오를 검토하는 데 필수적인 몬테카를로 시뮬레이션도 매트랩 내에서 구성됐다. 자산 분포 프로파일을 기반으로 무작위 입력값을 생성하고 이 결과를 시각화 도구로 직관적으로 분석할 수 있는 기능도 포함됐다.

에버소스는 이번 시스템 도입을 통해 시뮬레이션 시간을 95% 단축했으며 배전망의 신뢰도 평가와 인프라 투자 우선순위 결정을 데이터 기반으로 전환했다. 또 전력 시스템의 취약 지점을 조기 식별하고 사전 대응 역량을 확보했다.

토니 레논 매스웍스 심스케이프 제품 마케팅 매니저는 "에버소스는 매트랩과 매스웍스 컨설팅 서비스를 통해 인프라 투자 전략을 최적화했다"며 "잠재적인 문제를 사전 파악해 안정적 에너지 공급 체계를 구축할 수 있게 됐다"고 말했다.

존 크레소 에버소스 고급 예측 및 모델링 수석 엔지니어는 "뉴잉글랜드의 에너지 전환 속도는 배전망 계획을 복잡하게 만들고 있다"며 "새롭게 구축한 PLF 솔루션을 통해 시뮬레이션 속도를 단축하고 전력망의 신뢰도를 정밀하게 평가할 수 있게 됐다"고 밝혔다.