경제 및 보안상을 고려하여 개별 전력 회사들은 거대한 상호 시스템을 구성하기 위해 연결된다. 만약 그중 특정한 곳에서 발생한 내부고장 및 이상 상태에 대해 분석하기를 원한다면 고장 발생 부분 이외의 외부시스템, 그리고 내부시스템과 외부시스템을 연결하는 연결시스템의 분석이 요구된다. 전력 시스템에서 각 모선 간의 조류를 계산하는 것은 시스템의 안정적인 운영을 위해서 필수적인 과정이다. 이는 어드미턴스 행렬(Admittance matrix)을 활용하여 계산할 수 있으며, 어드미턴스 행렬은 선로 및 변압기 데이터로부터 생성할 수 있다. 이는 옴의 법칙(Ohm's law)에 기반을 두고 있다. 실제로 가동되는 전력 시스템 내에서 어드미턴스 행렬의 크기는 최소 100 by 100 이상 규모이다. 그러므로 내부시스템의 이상 상태를 분석하는 과정에서 내부시스템 외의 시스템들을 있는 그대로 해석한다면, 계산의 복잡도가 커진다. 전력 시스템에서의 이상 상태는 여러 가지 이유로 발생하며 과부하, 낙뢰와 같은 자연재해, 전선 간의 단락 및 전선의 단선 등이 원인이다. 이상 상태가 발생하면 정상상태와는 다른 조류가 발생하고 모선의 전압변동이 일어난다. 이는 시스템에 스트레스를 주어 비정상적인 작동을 초래한다. 심한 경우, 시스템을 구성하는 각 장비의 파괴로까지 이어질 수 있다. 고장 분석은 정상상태의 조류 및 전압을 기준으로 이상 상태 시의 변동을 감지하여 각 상황에 맞는 해결프로세스를 통해 이상 상태를 정상으로 되돌리는 걸 목표로 한다. 만약 계산의 복잡도가 커진다면 정전으로부터 고장 발생 시 고장점을 찾고 이를 해결하는 시간이 길어지게 된다. 고장 지속시간이 길어지면 고장이 일어난 지점과 직접 연결된 시스템은 물론, 인접한 시스템까지 고장의 영향이 파급될 우려가 있다. 결과적으로 같은 고장이라도 정상상태로 되돌아가는 시간이 길어짐에 따라 그 영향이 미치는 정도가 광범위해져서 심각한 상황을 일으킬 수 있다. 따라서 이런 상황을 미리 방지하기 위해 제안되는 방법은 시스템 축소를 통해 계산의 복잡도를 줄여 빠르게 고장을 해결하는 것이다. 이상 상태 발생 시, 고장과 관련된 시스템은 유지함과 동시에 그 외의 외부시스템을 합리적인 방법으로 축소한다면, 계산의 복잡도가 크게 개선되어 시스템의 안정도를 높일 수 있다.
본 논문에서는 제안된 전력망 축소 기법을 통해 전력 시스템을 축소한다면, 축소 전 기존 시스템 대비 조류해석의 계산속도가 크게 향상된다는 것을 입증한다.