공유 전동 모빌리티와 재생에너지 커뮤니티의 상생 전략

📝 원문 정보

• Title: On the Complementarity of Shared Electric Mobility and Renewable Energy Communities
• ArXiv ID: 2512.13099
• 발행일: 2025-12-15
• 저자: Julien Allard, Noé Diffels, François Vallée, Bertrand Cornélusse, Zacharie De Grève

📝 초록 (Abstract)

에너지 전환이 가속화됨에 따라 공유 전동 모빌리티 사업자는 전력 시스템에 새로운 부하와 기회를 제공한다. 동시에 재생에너지 커뮤니티는 지역 분산형 재생 전력을 효율적으로 활용하고자 한다. 두 주체는 비용 최소화를 목표로 하므로 상호 보완성을 활용해 협력할 수 있다. 본 논문은 전기차(EV) 차량군 장기 계획을 위한 혼합정수 이차원 원뿔계획(MISOCP) 모델을 제시하고, 이를 재생에너지 커뮤니티와 차량‑그리드(V2G) 연계 시나리오에 통합한다. 21버스 저압 배전망을 대상으로 경제성, 에너지 흐름, 변압기 부하 등 성능을 평가한 결과, 협력 시 연간 비용이 최대 11.3 % 절감되고, 피크 전력에 대한 벌금이 부과될 경우 EV 유연성을 활용해 변압기 부하가 46 % 감소한다는 것을 확인하였다.

💡 논문 핵심 해설 (Deep Analysis)

이 연구는 공유 전동 모빌리티와 재생에너지 커뮤니티라는 두 개의 신흥 전력 시스템 참여자를 하나의 최적화 프레임워크에 통합함으로써, 기존 연구에서 별도로 다루어졌던 문제들을 동시에 해결하려는 시도를 보여준다. 핵심 모델은 혼합정수 이차원 원뿔계획(MISOCP)으로, 전기차(EV) 차량군의 장기 투자·운영 결정을 정수 변수(차량 수, 충전소 위치 등)와 연속 변수(충전·방전 스케줄, 에너지 흐름 등)로 동시에 최적화한다. 이때 이차원 원뿔 제약은 전력 흐름(특히 저압 배전망의 전압·전류 제한)과 V2G(차량‑그리드) 상호작용을 정확히 모델링하는 데 사용된다.

모델은 다음과 같은 주요 요소를 포함한다.

1. EV 플릿 구성: 차량 종류, 배터리 용량, 연료 효율 등을 고려한 투자 비용과 운영 비용을 최소화한다.
2. 충전·방전 스케줄링: 시간대별 전력 가격, 피크 전력 벌금, 재생에너지 생산량을 입력으로 하여, V2G를 통한 전력 공급·수요 조절을 최적화한다.
3. 재생에너지 커뮤니티 연계: 지역 태양광·풍력 발전량을 변수로 두고, 커뮤니티 내부에서 발생한 잉여 전력을 EV 충전에 우선 활용하거나, 필요 시 EV 배터리를 통해 커뮤니티에 전력을 되돌려준다.
4. 배전망 제약: 21버스 저압망의 선로 전류 한계와 변압기 용량을 이차원 원뿔 제약으로 표현해, 과부하를 방지한다.

시뮬레이션 결과는 세 가지 관점에서 의미가 있다. 첫째, **경…

📄 논문 본문 발췌 (Translation)

...(본문 내용이 길어 생략되었습니다. 사이트에서 전문을 확인해 주세요.)