KAIST는 AI대학원 김기응 교수 연구팀(홍성훈, 윤든솔 석사과정, 이병준 박사과정)이 인공지능(AI) 기반 전력망 운영관리 기술을 겨루는 국제경진대회인 'L2RPN 챌린지'에서 최종 1위를 차지했다고 26일 밝혔다.

이 대회는 기계학습 연구를 촉진하기 위한 각종 경진대회를 주관하는 비영리단체 차런(ChaLearn), 유럽 최대 전력망을 운영 관리하는 프랑스 전력공사의 자회사 RTE 및 세계 최대 규모의 전력 회사 SGCC의 자회사인 GEIRI 노스아메리카에서 공동 주최해, 세계 각국의 약 50팀이 약 40일간 온라인으로 참여해 성황리에 마감됐다.

단순한 전력망이 스마트 그리드를 넘어서 에너지 클라우드 및 네트워크로 진화하려면 신재생 에너지의 비율이 30% 이상이 돼야 하고, 신재생 에너지 비율이 높아지면 전력망 운영의 복잡도가 매우 증가한다. 전력망 운영에 인공지능 기술 도입은 아직 초기 단계이며, 현재 사용되고 있는 전력망은 관리자의 개입 없이 1시간 이상 운영되기 힘든 실정이어서 프랑스의 RTE는 전력망 운영에 인공지능 기술을 접목하는 경진대회 'L2RPN'을 2019년 처음 개최했으며, 이번 대회는 'L2RPN 2020 WCCI 챌린지'라는 이름으로 개최됐다.

KAIST 관계자는 "이번 대회는 특정 국가 수도 규모의 복잡한 전력망을 72시간 동안 관리자의 개입 없이 스스로 안전하고 효율적으로 운영할 수 있는 인공지능 전력망 관리 에이전트 개발을 목표로 열렸다"며 "시간에 따른 공급-수요의 변화, 시설 유지보수 및 재난에 따른 급작스러운 단전 등 다양한 시나리오에 대해 전력망 운영관리 능력 평가가 이뤄졌다"고 설명했다.

김 교수 연구팀은 이번 2020년 대회에서 전력망 구조를 효과적으로 반영할 수 있는 그래프 신경망 모델 기반의 강화학습 에이전트를 개발해 참가했다. 기존 에이전트들은 소규모의 전력망에서만 적용 가능하다는 한계가 있었지만, 김 교수 연구팀은 국가 수도 규모의 복잡한 전력망에도 적용 가능한 에이전트를 개발했다. 연구팀이 개발한 인공지능 전력망 운영관리 에이전트는 주어진 모든 테스트 시나리오에 대해 안전하고 효율적으로 전력망을 운영해 최종 1위 성적을 거뒀다. 우승팀에게는 상금으로 미국 실리콘밸리에 있는 GEIRI 노스아메리카를 방문할 수 있는 여행경비와 학회 참가 비용 3000달러가 주어진다. 연구진은 앞으로 기술을 고도화해 국가 규모의 전력망과 다양한 신재생 에너지원을 다룰 수 있도록 확장할 계획이다.

이번 연구는 과기정통부 에너지 클라우드 기술개발 사업의 지원으로 설치된 개방형 에너지 클라우드 플랫폼 연구단과제로 수행됐다.