도시형 전기차 급속충전소 부하 예측 및 일일 운영 전략

본 논문은 급속충전소 운영에 필수적인 전력 부하 예측과 비용 효율적인 일일 운영 전략을 동시에 다루는 종합적인 연구이다. 먼저, 급속충전소 이용자는 주로 가정용 전기차이며, 이들은 사적 충전 설비가 없을 경우 급속충전소를 이용한다는 점을 전제로 한다. 이를 위해 미국 연방 고속도로청이 제공하는 NHTS 2017 데이터를 활용해 가구용 전기차의 이동 패턴을 분석한다. 여행 체인 이론에 따라 ‘홈‑워크‑홈(H‑W‑H)’, ‘홈‑쇼핑‑홈(H‑SE‑H)’, ‘홈‑레저‑홈(H‑SR‑H)’, ‘홈‑기타‑홈(H‑O‑H)’ 등 5가지 유형으로 구분하고, 각 체인별로 출발·도착 시각, 여행 거리·속도, 중간 체류 시간 등의 통계적 특성을 커널 밀도 추정(KDE)으로 확률분포를 도출한다. 다음으로, 도출된 확률분포를 기반으로 몬테카를로 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션은 각 차량이 다음 여행에 필요한 SOC를 30% 이상 남겨두도록 충전 여부를 판단하고, 충전 전력(60 kW)과 충전 지속시간(체류 시간과 필요 충전량 중 최소값)으로 충전 부하를 계산한다. 시뮬레이션은 48시간 구간을 모델링하고, 초기 24시간은 초기 조건의 영향을 받으므로 마지막 24시간만을 분석에 사용한다. 입력 파라미터로는 가구당 전기차 보유율(50%), 조사 지역 내 전기차 대수(10,000대), 배터리 용량(40 kWh), km당 전력소비(0.2 kWh/km), 각 사이트 유형 비중(