선형계획법을 이용한 H 아리수 정수 센터 최적 취수량 결정 (Determination of Optimal Hourly Water Intake Amount for H Arisu Purification Center using Linear Programming)

서지정보

· 발행기관 : 한국수자원학회
· 수록지 정보 : 한국수자원학회 논문집 / 48권 / 12호 / 1051 ~ 1064페이지
· 저자명 : 이철수, 이강원

초록

본 논문은 선형계획모형을 이용하여 H 아리수 정수 센터의 최적 취수량 결정 방법을 연구 하였다. 현재 H 아리수 센터에서는 관리자의 경험과 숙련도에 의지하여 취수량을 결정하고 있다. 그런데 매시 변하는 수요를 만족 시키면서 시간대별로 요금이 서로 다른 전력의 사용을 최소화 하는 취수량 결정은 근무자들의 경험과 숙련도를 넘어서는 간단한 문제가 아니다. 따라서 수리적 기법 중 하나인 선형계획모형을 이용해 취수량을 결정하고, 비용 절감을 시도하였다. 본 연구에서 제안한 선형계획 모형은 수요예측치를 기본 입력자료로 사용하고 있는데 예측오차가 발생할 경우 정수지 높이 제한을 위반하는 경우가 발생한다. 이를 해결하기 위해서는 정확한 수요예측이 선행되어야 한다. 그러나 아무리 좋은 예측 기법을 사용하더라도 실수요와 오차는 있게 마련이고 이는 여전히 높이 제한의 제약을 만족 시키지 못하는 결과를 불러일으킨다. 따라서 예측오차를 수용 할 수 있는 안전 마진 상수를 이용한 대안을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 선형 계획 모형을 통한 취수량 결정은 수위 모니터링을 위해 항시 작업자가 근무 할 필요가 없기 때문에 인건비 면에서도 많은 절약이 예측되어 총 비용 감축은 훨씬 더 많으리라 기대된다.

영어초록

Currently, the H purification plant determines the hourly water intake amount based on operator experience and skill. Therefore, inevitably, there are deviations among operators. While meeting time- varying demand and maintaining the proper water level in the clean water reservoir, the methodology for minimizing electricity cost, when dealing with different electricity rate time zones, is a very complicated problem, which is beyond an operator’s capability. To solve this problem, a linear programming(LP) model is proposed, which can determine the optimal hourly water intake amount for minimizing the daily electricity cost. It is shown that an inaccurate estimate for the hourly water usage in the demand areas causes the water level constraint to be violated, which is the weak point of the proposed LP method. However, several examples with real-field data show that we can practically and safely solve this problem with safety margins. It is also shown that the safety margin method still works effectively whether the estimate is accurate or not. The operators need not attend the site at all times under the proposed LP method, and we can additionally expect reductions in labor costs.

참고자료

· 없음