연세대 참여연구팀은 Smart ZEC 프로젝트의 1세부과제인 ‘마이크로 열 네트워크 기술개발’에 참여, 친환경에너지타운의 건물에서 수집한 데이터를 활용해 건물열에너지 수요 예측모델을 개발하는 역할을 수행한다.
1차연도는 실시간 열에너지 수요를 분석하고 예측기술 개발전략을 수립했다. 이를 위해 친환경에너지타운의 모니터링 정보를 분석하고 어린이집, 보건소, 도서관, 문화의집, 고등학교 등 5개 건물에서 소비되는 열에너지 수요의 주요변수를 도출했다.
데이터 전처리, 데이터 분리, 머신러닝 모델 구축, 예측 정확도 평가, 모델 최적화 등 5가지 프로세스를 기준으로 열에너지 수요예측을 위한 모델을 구축했다.
2차연도에는 열에너지수요 예측기술을 개발하고 예측검증을 위한 프로토타입 구축이 목표였다. 열에너지 수요 예측기술 개발은 △데이터수집 및 분석 단계 △Feature selection을 활용한 주요변수 추출 △건물별 중요도가 높은 공통 주요변수 선별 △예측모델 구축 등 4단계로 진행됐다.
진천 친환경에너지타운에서 수집되는 실내환경, 외부 기상환경, 열량 데이터는 시간단위로 정보가 축적되는 시계열 데이터 유형 및 자료의 양이 많은 고차원 데이터 특징을 가지고 있다.
어린이집, 고등학교, 문화의집의 열에너지소비량 예측결과 CVRMSE(변동계수)는 약 54%, 28%, 43%로 나타났다. 가장 높은 정확도를 가진 고등학교 건물에서의 예측모델은 약 28%의 정확도로 2차연도의 연구목표를 충족시켰다.
2020년 진행되는 3차년도는 실증데이터와의 비교를 통해 수요분석 및 예측 기술의 정확도를 검증하는 것이 목표다. 현재 개발된 프로토타입 예측모델의 정확도를 더욱 높이는 것이 가장 중요하다. 1시간 단위로 수요를 예측해 실증단지 내 건물 열에너지수요량과 공급량 매칭을 최적화하는 방안을 제시할 수 있도록 하는 것이 이번 연구의 최종목표다.
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