Core Concepts
HomeLabGym은 실제 가정 환경에서 혁신적인 가정 에너지 관리 시스템 제어기를 쉽게 배포하고 분석할 수 있는 실용적인 테스트베드이다.
Abstract
이 논문은 실제 가정 환경에서 혁신적인 가정 에너지 관리 시스템(HEMS) 제어기를 쉽게 배포하고 분석할 수 있는 테스트베드인 HomeLabGym을 소개한다.
HomeLabGym은 다음과 같은 특징을 가지고 있다:
다양한 센서와 스마트 가전 기기를 포함하는 실제 가정 환경인 IDLab HomeLab을 기반으로 한다.
다양한 통신 프로토콜(Modbus, API, TCP/IP 등)을 추상화하여 HEMS 제어기 연구자들이 쉽게 접근할 수 있도록 한다.
Python 기반의 모듈식 설계로 향후 확장성이 높다.
데이터 전처리, 로깅, 시각화 등의 부가 기능을 제공한다.
OpenAI Gym 호환성을 통해 강화학습 기반 HEMS 제어기 개발을 지원한다.
실험 결과, HomeLabGym을 통해 시뮬레이션 환경과 실제 환경 간의 차이를 확인할 수 있었다. 예를 들어, 배터리 충전 속도의 비선형성, 히트펌프의 단계적 동작 등 실제 환경의 복잡성을 파악할 수 있었다. 이를 통해 HomeLabGym이 HEMS 제어기의 실제 성능을 평가하는 데 유용한 도구임을 보여주었다.
Stats
실제 배터리 충전 전력은 1kW 설정점보다 자주 낮게 나타났다.
히트펌프의 실내 온도 조절은 단계적으로 이루어졌다.
Quotes
"실제 가정 환경에서 HEMS 제어기를 배포하려면 다양한 통신 프로토콜에 대한 깊이 있는 이해가 필요하다."
"시뮬레이션 환경과 실제 환경 간에는 차이가 존재하며, 이는 HEMS 제어기의 실제 성능을 평가하는 데 중요한 요소이다."