[논문 리뷰] Power System Studies Using Open-Access Software

Juan A. Martínez-Velasco, Pau Casals-Torrens외 2명|arXiv (Cornell University)|2026. 03. 24.

Power System Optimization and Stability인용 수 0

한 줄 요약

이 논문은 파워 시스템 연구를 위해 EMTP/ATP와 OpenDSS를 통합하는 오픈 액세스 도구를 R/RStudio에서 유연한 시뮬레이션 환경으로 제공하여 양방향 데이터 교환과 잠재적 머신 러닝 기반 성능 예측을 가능하게 한다.

ABSTRACT

The use of open-access software is an option that can be considered by those interested in power system studies. In addition, the combination of two or more of these tools can expand the capabilities and the fields of application of each tool. This paper proposes the implementation of a flexible and powerful simulation environment based on R/Rstudio for carrying out power system studies. Several simple case studies are presented aimed at showing how the combination of either EMTP/ATP or OpenDSS with R/RStudio can expand the capabilities of each of these tools for performing either steady-state or transient power system studies. Basically, the proposed environment uses RStudio as control center from which each simulation tool (e.g., R, ATP, OpenDSS) can be run. Some procedures for generating information that must be exchanged between RStudio and ATP or RStudio and OpenDSS have been implemented. Such exchanges are bidirectional: ATP and OpenDSS produce simulation results that can be read by RStudio (text files in the case of ATP, comma separated value (CSV) and text files in the case of OpenDSS), while RStudio capabilities are used to generate files that are embedded into the input file to be read by either ATP or OpenDSS. This late option can be used to change either the configuration or some parameters of the test system under study. Finally, one very interesting option illustrated in this paper is the possibility of using machine learning algorithms to predict the performance of the test system.

연구 동기 및 목표

• 파워 시스템 연구를 위한 오픈 액세스 소프트웨어의 사용을 촉진한다.
• R/RStudio를 중심으로 한 유연하고 구성요소 기반의 시뮬레이션 환경을 제안한다.
• RStudio와 함께 EMTP/ATP 및 OpenDSS를 정상 상태 및 과도 해석에 대해 통합하는 것을 보여준다.
• RStudio와 시뮬레이션 도구(ATP 및 OpenDSS) 간의 데이터 교환 메커니즘을 선보인다.
• 성능 예측을 위한 머신 러닝을 포함한 잠재적 확장 가능성을 제시한다.

제안 방법

• RStudio를 외부 시뮬레이터(ATP, OpenDSS)를 R에서 실행하는 제어 센터로 사용한다.
• 양방향 데이터 교환을 구현한다: ATP 출력은 R이 읽는 텍스트 파일; OpenDSS 출력은 R이 읽는 CSV/텍스트 파일; R은 도구 입력 파일에 포함된 입력 수정사항을 생성한다.
• 구성 또는 매개변수를 변경하기 위해 교환 파일을 생성하고 삽입하는 절차를 제공한다.
• 정상 상태와 과도 해석 능력을 보여주기 위한 간단한 사례 연구로 워크플로우를 시연한다.
• 시스템 성능을 예측하기 위해 머신 러닝을 통합하는 워크플로를 제안한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ATP와 OpenDSS와 같은 오픈 액세스 도구를 R/RStudio와 효과적으로 통합하여 포괄적인 파워 시스템 연구를 수행할 수 있는가?
• RQ2 RStudio와 외부 시뮬레이터 간 데이터 교환 메커니즘은 무엇이며, 양방향 통신을 어떻게 지원하는가?
• RQ3 이 환경에서 테스트 파워 시스템의 성능을 예측하기 위해 머신 러닝을 어느 정도까지 활용할 수 있는가?

주요 결과

• R/RStudio를 기반으로 한 유연한 시뮬레이션 환경은 파워 시스템 연구를 위해 여러 도구를 조정할 수 있다.
• RStudio와 ATP/OpenDSS 간의 양방향 데이터 교환은 텍스트/CSV 파일 및 입력 내 임베디드 수정으로 가능하다.
• 이 접근법은 도구 통합을 통해 정상 상태 및 과도 해석을 모두 가능하게 한다.
• 워크플로우는 테스트 구성 및 매개변수를 수정하기 위한 정보를 생성하고 활용하는 것을 지원한다.
• 본 논문은 시스템 성능을 예측하기 위한 머신 러닝의 잠재적 활용을 보여준다.