Microgrid is a localized energy supply network based on distributed energy resources, and can operate independently from a central energy network. It can distribute the load of central grid and reduce the carbon emission by using renewable energy sources. However, renewable energy generation has intermittent and uncertain natures, which requires uncertainty modeling to be developed. Besides, high dependence on renewable energy can lead to a supply-demand mismatch. To relieve the mismatch, constituent microgrids in a cooperative multi-microgrid (MMG) can trade energy with each other having a common objective of the entire system. To investigate the effects of energy trading in MMG as the number of microgrids increases, this thesis developed a generalized platform that can formulate and solve the decision-making problem for a general MMG with an arbitrary number of microgrids and various cooperation levels. This thesis divides the cooperation levels into three based on the degree of cooperation. According to the results of the decision-making through the developed platform, the medium level gets more promising as the number of microgrids in MMG increases despite limitations on the direction and total amount of energy trading. However, a numerical issue was found about the computational cost for the medium level. Incorporation of distributed optimization and game theory is required as a future work to relieve the issue.
마이크로그리드는 분산된 에너지원들을 기반으로 한 국부적 에너지 공급 네트워크이며 중앙식 에너지 네트워크와 독립적으로 운영될 수 있다. 이는 중앙 에너지 그리드의 에너지 공급 부담을 줄일 수 있고 신재생 에너지를 이용하기 때문에 탄소 배출을 줄일 수 있다. 하지만 신재생 에너지 생산은 간헐적이고 불확실한 특성을 가지고 있어 불확실성 모델링의 개발이 필요하다. 또한, 신재생 에너지에 대한 의존도가 높으면 수요공급 불균형을 일으킬 수 있다. 이를 해결하기 위해 협력적 다중 마이크로그리드 시스템에 속한 마이크로그리드들은 전체 시스템에 대한 공통의 목표를 가지고 서로 에너지 교환을 할 수 있다. 마이크로그리드의 수가 증가함에 따른 에너지 교환의 효과를 연구하기 위해 본 연구에서는 임의의 수의 마이크로그리드와 다양한 협력 수준에 대한 일반적인 다중 마이크로그리드에 대한 의사 결정 문제를 구현하고 풀 수 있는 일반화된 플랫폼을 개발하였다. 본 연구에서는 협력 수준을 세 가지 레벨로 나누었다. 개발된 플랫폼으로부터 도출된 의사 결정 결과에 따르면 마이크로그리드의 수가 늘어남에 따라 에너지 교환의 방향과 총량에 제한이 있더라도 중간 레벨에서의 운영이 점점 촉망된다. 하지만 중간 레벨의 경우 계산 비용의 측면에서 수치 계산적 이슈가 발견되었다. 해당 이슈를 해결하기 위해 분산 최적화와 게임 이론을 도입한 향후 연구가 필요하다.
