저관성 전력망에서 발전소의 과도 응답을 위한 결합 비선형 진동자 모델 비교

본 논문은 전력 시스템의 과도 현상을 분석하기 위해 두 가지 비선형 위상 진동자 모델, 즉 전통적인 Kuramoto 모델과 통계역학에서 차용한 케이지(Cage) 모델을 동일한 수학적 틀 안에서 비교한다. 서론에서는 전력망의 관성 감소 현상이 재생에너지 비중 확대와 마이크로그리드 도입으로 가속화되고 있음을 지적하고, 기존 연구에서 Kuramoto 모델이 고관성(large‑inertia) 전력망의 동기화 현상을 잘 설명하지만, 저관성( low‑inertia) 상황에서는 관성 항을 무시함으로써 중요한 동역학을 놓친다는 점을 강조한다. 반면, 케이지 모델은 관성(I)과 감쇠(D) 항을 포함한 2차 미분 방정식 형태로, 전통적인 전동기 방정식과 유사하게 전력 시스템의 물리적 특성을 더 충실히 반영한다는 장점을 제시한다. 이후 이론적 배경에서 두 모델을 ‘다중 위상 진동자’라는 공통 프레임워크에 매핑한다. Kuramoto 모델은 \