Research
Division

EAN Technology

0%

LEEMO

Living Environment Energy Management Optimization

In ProgressCore Module2024-2026 (Paper 6-7 개인화 제어 및 스마트 제어 연구)

Overview

MPC(Model Predictive Control) 및 DRL(Deep Reinforcement Learning) 기반 에너지 최적화 엔진. AERONET 실시간 데이터 + PEARNET 개인 쾌적성 목표 + FUMUNET 건물 예측 모델을 통합하여 에너지 최소화와 재실자 쾌적성 극대화를 동시 달성하는 다목적 최적 제어를 수행합니다. BEMS와 완전 연계하여 HVAC, 조명, 환기, 블라인드를 통합 제어합니다.

Key Features

  • 다목적 최적화 (불편함 + 에너지 비용 + 설비 마모 최소화)
  • MPC 예측 제어 (24시간 앞 예측 기반, 시간대별 전력 요금 고려)
  • DRL 학습 제어 (환경 변화 적응, Stable-Baselines3 PPO/SAC)
  • HVAC/조명/환기/블라인드 통합 제어 명령 생성
  • BEMS 실시간 연동 (Modbus, BACnet 프로토콜)

Tech Stack

  • Python (Stable-Baselines3)
  • MPC Optimization (CVXPY)
  • DRL (PPO, SAC)
  • BEMS Integration (Modbus, BACnet)
  • Real-time Control (MQTT)

Key Metrics

  • 에너지 절감20-30%
  • 쾌적성 향상25-35%
  • 제어 응답<5초
  • ROI24-36개월
  • MPC 제약다변수

Highlights

  • DRL 기반 HVAC 최적화 (Stable-Baselines3 PPO, 에너지 25% 절감)
  • Paper 7 스마트 제어 연구 진행 중 (FUMUNET + LEEMO 통합)
  • ROI 24-36개월 달성 (에너지 절감 + 유지보수 비용 감소)
  • MPC 24시간 예측 제어 (시간대별 전력 요금 고려 최적화)

Optimization & Control Performance

MPC + DRL 최적 제어 · 에너지 20-30% 절감 · 쾌적성 25-35% 향상

AERONET + PEARNET + FUMUNET 통합 · BEMS 실시간 연동 · ROI 24-36개월

핵심 혁신: LEEMO는 AERONET 실시간 센서 + PEARNET 개인 쾌적성 + FUMUNET 건물 예측을 통합하여 MPC/DRL 다목적 최적화를 수행합니다. 24시간 예측 제어 + 시간대별 전력 요금 고려 + 환경 적응 학습으로 에너지 절감과 쾌적성 향상을 동시 달성하며, BACnet/Modbus/MQTT 표준 프로토콜로 기존 BEMS와 완벽 연동합니다.

5대 시스템 통합 데이터 흐름

AERONET 센서 → PEARNET 개인 목표 → FUMUNET 예측 + 외부 기상/요금 → LEEMO 최적화 (MPC/DRL) → BEMS → HVAC/조명/환기/블라인드 제어. 실시간 Sankey Diagram.

Loading visualization...

Interactive chart - hover and click for details

MPC vs DRL 제어 알고리즘 성능 비교

에너지 절감: MPC 22.5%, DRL 27.5% | 쾌적성 향상: MPC 27.5%, DRL 32.5% | ROI 30개월 | 구현 복잡도: MPC 7, DRL 9. RBC 기존 제어와 비교.

Loading visualization...

Interactive chart - hover and click for details

LEEMO 다목적 최적화 목적 함수

min: α·불편함 (온도/습도/CO₂/조도 편차) + β·에너지 비용 (냉난방/환기/조명/시간대별 요금) + γ·설비 마모 (압축기/팬/필터/수명). Treemap 계층 구조.

Loading visualization...

Interactive chart - hover and click for details

MPC 24시간 예측 제어 타임라인

시간대별 전력 요금 고려 (경부하 60원 → 최대부하 150원/kWh). MPC는 예냉(06-08시)으로 최대부하(12-18시) 에너지 절감. RBC 대비 온도 설정값 최적화.

Loading visualization...

Interactive chart - hover and click for details

DRL (Deep Reinforcement Learning) 학습 곡선

100 Episodes 학습. 초기 탐색(1-30) → 학습 진행(30-70) → 수렴(70-100). Stable-Baselines3 PPO. 에너지 + 쾌적성 보상 함수. 이동 평균 (10-episode).

Loading visualization...

Interactive chart - hover and click for details

LEEMO ROI 및 경제성 분석

초기 투자 -3.5억 → 에너지 절감 +2.5억 + 유지보수 감소 +0.8억 + 생산성 향상 +1.2억 = 순 가치 +1.0억 (3년). ROI 30개월. Waterfall Chart.

Loading visualization...

Interactive chart - hover and click for details

LEEMO BEMS 통합 아키텍처

LEEMO 최적화 엔진 → 제어 명령 생성기 → BACnet/Modbus/MQTT Gateway → HVAC/조명/환기/블라인드 컨트롤러 → 18개 제어 포인트. 표준 프로토콜 완벽 연동. Sankey Diagram.

Loading visualization...

Interactive chart - hover and click for details

Source: LEEMO Research & Development · 4개 실증 사이트 검증 완료

MPC (CVXPY) + DRL (Stable-Baselines3) · BACnet/Modbus/MQTT 통합 · ROI 24-36개월