Determination of the Optimal Contract Amount of the Hydropower Energy Considering the Reliabilities of Reservoir Inflows

저수지(貯水池) 유입량(流入量)의 신뢰도(信賴度)를 고려한 최적(最適) 계약전력량(契約電力量)의 결정(決定)

Production of hydro-energy is random in its output amount due to the characteristics of the reservoir inflows. Therefore, it is necessary to provide the rationality in determining the amount of energy for a supply contract. This study presents a methodology for determining reasonably reliable amount of the energy supply considering the energy sale-incomes associated with the penalties which are subject to inflow-reliabilities. The objective function consists of the returns of energy sales and the risk-loss function to reflect statistically relevant risks. A range of the coefficient of the risk-loss function was figured out by its sensitivity analysis. The risk-loss herein means the penalty which should be paid by the energy supplier in case that the level of the energy supply is behind the contracted amount. And the reliability of reservoir inflow is defined by the exceedance probability of the inflow. The log-normal distribution was accepted as the probability density function of monthly inflows on the level of significance at 5%. Golden-ratio searching was applied to identify the optimal reliability and Incremental Dynamic Programming was used to maximize generation of the hydro-power energy in reservoir operation. The algorithm was the applied to the Daechung multi-purpose reservoir and hydro-power plant system in order to verify its usefulness.

수력에너지 생산량은 추계학적인 저수지 유입량에 지배되므로 전력량 판매 계약에는 이를 반영하여 합리성을 보장해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 유입량의 신뢰도별로 저수지조작(貯水池操作)을 수행하여 최적 신뢰도 및 이에 따른 최적 전력 판매계약량을 결정하는 방법을 제시하였다. 목적함수에는 전력생산량이 신뢰도를 벗어나는 위험에 대한 손실함수를 도입하고, 손실계수의 범위를 제시하였다. 여기서 손실은 계약량을 공급하지 못할 경우 지불해야 할 벌칙량을 의미하고 신뢰도는 저수지 유입량에 대한 초과 확률과 같고, 이 때 확률밀도함수는 대수정규분포를 5% 유의수준에서 채택하였다. 최적의 신뢰도를 결정하기 위하여 오목함수 범위에서 황금비 조사 기법을 썼으며, 신뢰도별 최대 수력 에너지를 얻기 위해 증분 동적계획 기법으로 저수지 조작을 수행하였다. 본 연구의 적용대상으로 대청 다목적댐 및 수력발전소를 택하여 손실계수, 최적 신뢰도 및 계약 발전량을 구하였다.