전력 시스템 다시간 운영을 위한 시간 분해 및 협조 전략

본 논문은 전력 시스템의 다시간 경제 dispatch 문제를 효율적으로 해결하기 위한 새로운 시간 분해 및 협조 전략을 제안한다. 서론에서는 전통적인 다시간 최적화가 변수·제약식의 급증으로 인해 계산 복잡도가 크게 증가하고, 특히 대규모 전력망(예: 118버스, 300버스 이상)에서는 실시간 적용이 어려운 점을 지적한다. 기존 연구들은 공간(지역) 분해, 라그랑주 승수 기반 분산 최적화, 혹은 시계열 압축 기법 등을 활용했지만, 시간 차원을 명시적으로 분해하고 결합 구간을 설계한 사례는 드물다. 문제 정의에서는 주어진 스케줄링 기간 \(T\)를 \(K\)개의 하위 구간 \(\{ \mathcal{H}_k \}_{k=1}^K\) 로 나누고, 각 구간의 길이를 \(L\) (예: 24시간)로 설정한다. 각 하위 구간 내부에서는 전통적인 경제 dispatch 모델을 적용한다: 발전기 출력 \(P_{i,t}\)를 최소화하는 비용 함수 \(C_i(P_{i,t})\)와 전력 수급 균형, 발전기 출력 한계, 전송선로 제약 등을 포함한다. 핵심 기여는 ‘결합 구간(coupling interval)’의 도입이다. 각 하위 구간 \(\mathcal{H}_k\)와 \(\mathcal{H}_{k+1}\) 사이의 첫 시간 구간 \(t_{k,0}\)을 결합 구간으로 정의하고, 이 구간에서 발전기 출력의 연속성을 램프 제한 \(\Delta P_i\) 로 제약한다. 수식적으로는 \