• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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• 2002.05a
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• pp.97-101
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• 2002

최근 개발되고 있는 원자력발전소용 OTS(Operator Training Simulator) 개발은 설계 및 해석에 사용되었던 여러 가지 코드(시뮬레이션 소프트웨어)를 수정 보완하여 이들을 상호 통합하는 방식으로 수행되는 경향을 보이고 있다. 기존에 개발되었거나 현재 운영중인 대부분의 OTS는 단일의 고성능 컴퓨터 환경에 의존하므로 발전소 설계와 해석에 사용하였던 서로 다른 코드를 상호 통합하여 사용하기에는 어려움이 많았다. 그러나, 최근에는 컴퓨터의 성능과 네트워크 기술이 비약적으로 발전하여 서로 다른 속성을 갖는 시뮬레이션 소프트웨어를 각각 서로 다른 컴퓨터에 적재 실행시키고 네트워크를 통하여 연동시키는 것이 가능해졌다. 본 연구는 원자력발전소 설계와 해석에 사용하고 있는 시뮬레이션 소프트웨어(노심 모사코드, 열 수력 모사코드, 구조물 모사코드), 인간기계연계(Man Machine Interface) 소프트웨어, 각 모사 소프트웨어간의 통신과 실행을 제어하는 강사 소프트웨어를 분산된 컴퓨터 환경에서 실행시키는 OTS를 개발하였다. 본 연구를 수행함에 있어서 서로 속성이 다른 소프트웨어 모듈을 하나로 통합하는 작업이 가장 부담스러웠다. 따라서, 서로 다른 소프트웨어 모듈을 통합하기 위한 요건을 개발초기에 설정하고, 이 요건을 모든 소프트웨어 개발조직이 준수하도록 하였다. 본 논문에서는 OTS를 구성하는 이질적인 소프트웨어 모듈의 기능과 특징, 이들을 통합하기 위한 요건을 설명한다. 또한 각 요건이 OTS 개발공정에서 어떻게 적용되고 사용되었는지를 살펴본다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2012.07a
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• pp.257-260
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• 2012

소수력 발전은 대체에너지의 일환으로 공해가 없고 작동의 신뢰도가 높아 신재생에너지 연구개발과 관련하여 소수력발전에 대한 관심이 높아지고 있으나, 기존의 대수력용 수차와는 달리 소수력용 수차 및 주변 시스템의 설계법이 근래 확립되어 있지 않다. 본 연구에서는 수차의 크기 및 수차의 잠김 정도가 일정한 유량과 유속에 대하여 수차의 각 운동량, 즉 출력에 미치는 영향에 대하여 분석하고 이를 토대로 수차의 적정 설치기준 및 수차를 제어하기 위한 제어용 소프트웨어를 마련하기 위하여 실험 환경을 구성하고, 구성된 실험 환경에서 자료 취득을 하기 위한 전자 회로 및 소프트웨어를 구성하고, 구성된 장치와 환경에서 취득한 자료가 유효함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.43-43
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• 2021

Sesan강과 Srepok강은 베트남, 캄보디아, 라오스가 공유하는 3S강 유역 (Sesan강, Srepok강, Sekong강)의 일부로 국제 공유하천으로 관리되고 있다. 3S강 유역은 Mekong강의 중요한 지류이며 Mekong강 유역의 상당 부분을 구성한다(Mekong강 유역 면적의 10%, 연간 총 유출량의 20%). 베트남에 속해 있는 Sesan강 유역면적은 11,255km², Srepok강 유역면적은 18,162km²이다. Sesan강과 Srepok강의 상류는 베트남 중부 고원의 긴 산맥에 위치하고 있으며, 하류는 캄보디아에 위치해 있어 상·하류간 긴밀한 협력이 필요하다. Sesan강과 Srepok강 유역은 기후변화에 따른 홍수, 가뭄, 수력발전소 건설로 인한 유출량 변동에 따른 상·하류 분쟁, 사면침식 및 퇴적 등 많은 문제와 도전에 직면할 것으로 예측되고 있다. 본 연구에서는 World Bank의 "Viet Nam Mekong Integrated Water Resources Management (M-IWRM) Project의 일환으로 베트남 정부 차원에서 처음으로 구축한 수자원관리 의사결정지원시스템인 "DSS-2S"를 활용하여, Sesan-Srepok강 유역의 수자원 계획을 수립하였다. DSS-2S는 MIKE Hydro Basin을 기반으로 SWAT모델 등과 연계 하여 구축되었다. DSS-2S는 2S 유역의 모든 주요 하천과 지류를 반영하였으며. 여기에는 17개의 수력발전 댐과 주요 지류에서 용량이 3백만 m³ 이상인 기타 저수지가 포함되었다. 이 보다 작은 용량의 저수지는 대표적인 저수지로 그룹화 되어 반영되었다. 기후변화 및 사회-경제적 발전계획 등을 반영하여, 2030년과 2050년을 목표연도로 생활, 공업, 농업, 관광, 유지용수 등 용수 수요를 추정하였다. 50% 및 85% 빈도의 공급 가능성을 고려하여 물 배분은 물 수요를 충족하고 지하수 개발 최소화를 기준으로 고려되었다. 분석 결과에 의하면 2S강 유역의 총 수자원은 32.2억 m³으로 그중 지표수자원은 29.2억 m³, 안정적으로 이용 가능한 지하수자원은 2.97억 m³으로 분석 되었으며, 지표수와 지하수 연계를 고려하면 전체 2S 강 유역에 물 부족하지는 않으나, 개별 공급 지점을 고려할 때 4월과 5월에 일부 지역에서 물 부족이 나타날 것으로 예측 된다. 장래 물 부족 해결을 위한 대안들을 제시하였으며, 본 성과는 베트남 중앙 정부의 장기수자원 종합계획 수립의 기본 자료로 활용 될 예정이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.6
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• pp.779-793
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• 1998

In this study, for the purpose of water supply planning, we propose a sophisticated multi-period mixed integer programming model that can coordinate the behavior of multi-reservoir operation, minimizing unnecessary spill. It can simulate the system with operating rules which are self- generated by the optimization engine in the algorithm. It is an optimization model in structure, but it indeed simulates the coordinating behavior of multi-reservoir operation. It minimizes the water shortfalls in demand requirements, maintaining flood reserve volume, minimizing unnecessary spill, maximizing hydropower generation release, keeping water storage levels high for efficient hydroelectric turbine operation. This optimization model is a large scale mixed integer programming problem that consists of 3.920 integer variables and 68.658 by 132.384 node-arc incidence matrix for 28 years of data. In order to handle the enormous amount of data generated by a big mathematical model, the utilization of DBMS (data base management system)seems to be inevitable. It has been tested with the Han River multi-reservoir system in Korea, which consists of 2 large multipurpose dams and 3 hydroelectric dams. We demonstrated successfully that there is a good chance of saving substantial amount of water should it be put to use in real time with a good inflow forecasting system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.216-219
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• 2011

신.재생에너지는 머지않아 고갈될 것이라 예측하고 있는 화석에너지의 대체에너지로서 대형 홍수와 국지적 집중호우, 가뭄과 전염병, 기근 등 우리인류의 생존을 위협하는 재앙을 어느 정도 줄일 수 있고, 온실효과 가스를 저감하고자 하는 하나의 방법으로서 가스배출량이 적은 수력, 풍력, 태양광 등의 재생에너지를 이용한 방법이다. 이 중 물은 무한적인 자원이 아니기 때문에 소중히 여기고 순환과정을 통하여 재활용 될 수 있고, 친환경적이고 장기적인 수명과 다른 자원을 사용하는 발전소들보다 더 효율적이며 복원 가능성이 크고 다른 오염유발 에너지 자원을 대신한다. 본 연구에서는 경상북도 북부지역 5개 지점의 소수력발전 후보지점에 대한 평 갈수기 및 홍수기의 유량측정에서 수위-유량관계곡선식의 유도등의 목적을 달성하기 위하여 2009년 3월부터 2010년 9월까지 5개 지점을 대상으로 현지조사 및 자료수집, 측량작업, 유량측정 등을 실시하였다. 본 유량측정을 통하여 경상북도 북부지역의 최적 소수력 발전지점 선정을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.268-268
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• 2016

우리가 알고 있는 북한 수리 시설물들의 용량은 대부분 일제 시기의 자료나 북한과 국제기구에서 발행하는 간행물에 근거하고 있다. 그러나 실제 발전용량 및 저수용량은 기존 자료와는 차이를 보이는 것으로 조사되고 있다. 본 연구에서는 북한 수리 시설물들의 저수량을 재산정하고, 이를 추후 각종 조사 및 분석에 활용하고자 하였다. 이를 위해 해당 지역의 위성자료와 DEM(Digital Elevation Model) 자료를 수집 및 활용하였다. 북한지역의 DEM은 격자 크기 $100m{\times}100m$로 분석하였다. 북한 수리 시설물의 저수량 파악을 위해 Global Mapper 프로그램을 이용하였으며, DEM과 위성자료를 입력해서 분석하였다. 선정된 수리 시설물에 대한 유역경계를 설정하고, 수면표고별 저수면적 및 저수량을 산정하였다. 이를 통해 Hypsometric Curve와 수면표고-저수면적-저수량 곡선을 작성하였으며, 해당 시설물의 저수량을 평가하였다. 이러한 방법으로 북한 금야강발전소의 저수량을 산정한 결과 약 19억7천만$m^3$으로 나타났다. 금야강발전소의 높이는 약 90m, 발전용량은 18만kW 정도이고, 우리나라 소양강댐의 높이가 123m, 발전용량이 20만kW일때 총 저수용량이 29억$m^3$인 점을 감안하면 적절한 산정결과인 것으로 판단되었다. 본 연구의 성과는 추후 북한의 분석 가능한 수력발전소들의 실제 저수용량을 계산하며, 주요 지점별로 개발 가능한 저수량을 산정해서 각종 개발사업 계획 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.191-191
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• 2022

우리나라 강우는 대부분 여름에 편중되어 수자원 이용의 불확실성이 크기 때문에 댐과 같은 수공구조물을 활용하여 대응하고 있다. 기존 수도권의 용수공급은 한강수계 다목적댐들을 활용하여 충족시켰으나 기후변화에 따른 이상가뭄, 용수 수요 증가 등에 의해 미래 용수부족이 전망된다. 수도권의 안정적인 용수공급을 위해 환경부와 한국수력원자력(주)는 2020년 4월에 우리나라 최초로 기 건설된 발전용댐을 다목적화하는 『한강수계 발전용댐 다목적 활용 협약』을 체결하였다. 협약에 따라 화천댐은 시범운영기간 동안 기본계획 공급량 22.2 m³/sec (연간 7억 톤)를 상시 공급하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 팔당댐에 기여하는 화천댐의 용수공급량을 산정하여 용수공급 효과를 검증하였다. 화천댐 용수공급 기여도를 정량적으로 제시하기 위해 HEC-ResSim을 활용하여 시범운영기간 운영 결과와 유사한 한강수계 댐 운영 모형을 구축하였다. 또한, 시범운영 기간 화천댐과 다목적댐들의 팔당댐 용수공급 기여도를 정량적으로 제시하는 방안을 구축하였다. 시범운영이 수행됨에 따라 발전용댐의 다목적 활용 효과를 정량적으로 평가하는 방안 구축으로발전용댐의 용수공급 효과를 검증할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.78-78
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• 2023

기후변화 위기는 유사 이래 인류가 직면한 가장 큰 도전으로 범정부적 글로벌 문제로서 이를 해결하기 위한 다양한 정책들이 범국가 차원 혹은 세계적 기업들에 의해 발표 혹은 시행되고 있다. 이러한 기후변화위기와 탄소배출 저감을 위한 대표적인 대응 방안 중 하나가 바로 재생에너지의 확대·보급 노력이다. 그러나 재생에너지는 날씨와 계절 등 자연환경의 영향을 받는 에너지원으로써 간헐성, 변동성을 가지므로, 시간대별 발전량 예측과 전력공급 안정성에 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 재생에너지 발전은 석탄화력 발전과 달리 전력의 수요와 공급의 균형을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS)가 있어야 한다. ESS는 전력공급 안정성 향상과 전력 수급의 유연성을 제공하는 장점이 있지만, 초기 설치비용이 높은 단점이 있다. 특히, 배터리 기반 ESS의 경우 높은 구축 비용과 한정적인 충. 방전수명으로 인하여 대용량 ESS로써의 역할 수행에는 분명한 한계가 있다. 하지만 재생에너지와 연계한 ESS로 양수발전댐을 활용할 경우 장주기, 장수명, 대용량 에너지 저장에 매우 합리적인 수단으로 판단되었다. 다만, 양수발전 댐 구축에는 토목공사로 인한 환경 훼손이라는 문제점도 존재한다. 본 고에서는 지역 분산형 소규모 양수발전(Pumped Storage Hydropower, 이하 PSH)댐 구축 및 운영기술 개발을 통해 지역 전력공급과 전력 수급을 조절하면서 변동성 재생에너지를 안정적으로 사용할 수 있는 방안을 소개하고자 한다. 특히, 해당 기술은 지역별 특성에 맞춰 유연하게 설치할 수 있으며, 대규모 토목공사로 의한 환경적 부작용을 최소화할 수 있다. 또한 소규모 PSH는 지역의 저수지 및 수자원을 이용하여 에너지를 저장함으로써 변동성 큰 재생에너지의 유연화 대응과 동시에 안정적인 에너지 공급이 가능하다. 본 고에서는 재생에너지의 확대·보급에 따른 문제점과 대표적 ESS 기술들을 분석·소개한다. 지역분산형 소규모 PSH 기술개발 연구기획 내용 소개를 통하여 전력 생산 및 공급의 탈중앙화를 달성하고, 지역별 변동성 재생에너지의 안정적 활용과 지역 전력공급 특성 및 전력 수급에 대응할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.120-120
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• 2022

우리나라 친환경 에너지 생산의 주요 축을 담당하고 있는 양수발전댐의 홍수 시 정교한 수계운영을 위한 방안으로 강우-유량-댐 수위 매트릭스(이하, PDH Matrix)를 개발하고 양수발전소상-하부댐 연계 운영에 따른 홍수 영향을 분석하였다. 연구 대상지역은 강원도 양양군 서면에 위치하고 있는 국내 최대 양수발전소인 양양양수 발전소로 총 저수용량 92만 m³의 콘크리트 중력식댐으로 유역면적은 약 125 km²이다. 양양양수 발전댐의 수계운영을 위한 PDH Matrix는 지속기간별 강수량 규모에 따른 홍수량 및 댐 최고수위 추정치를 판단할 수 있는 조견표로 강우규모 30 - 360 mm (30분 간격, 12개 강우규모) 및 지속기간 1-24시간 (1시간 간격, 24개 지속기간)인 총 288개의 강우조건별 홍수수문곡선을 개발하였다. 개발된 홍수수문곡선을 입력자료로 기존 댐 운영 방식인 AutoROM을 적용하여 저수지 홍수추적을 HEC-ResSim 모형으로 수행하고 최종적으로 개별 강우사상에 대한 강수량-유량-댐 수위 테이블을 작성하였다. 홍수기 댐 운영에 따른 최고수위는 초기 댐 수위조건에 따라 변동되므로 초기 댐 수위 조건(EL. 115 - 117 m, 1 m 간격)별 PDH Matrix를 각 각 개발하였다. 또한, 양수발전소의 특성상 상부댐으로 양수 또는 발전 방류에 따라 홍수 시 댐의 치수안전성에 미치는 영향이 크므로 상, 하부댐 운영에 따른 홍수영향 분석을 수행하였다. 구체적으로 하부댐에서 상부댐으로 양수 시 시간에 따른 하부댐 저수지의 수위변화 양상을 추정하였으며 극한적 홍수상황을 고려하기 위하여 상부 저수지가 만수인 상황에서 불가피하게 하부댐으로 방류가 필요한 상황에 대비한 홍수기 운영방안을 제안하였다. 본 연구는 하부댐-상부댐을 연계하여 운영하는 양수발전댐의 홍수기 수계 운영 방안을 수립한 첫 연구로 향후 연구에서 개발한 강우-유량-댐 수위 매트릭스(PDH Matrix) 작성 기법을 타 양수발전소 수계 운영 시 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Professional Engineer Association Conference
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• 1996.12a
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• pp.76-102
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• 1996

북한은 전력부족난과 전기품질의 저하로 인하여 주요 생산기업에 지장을 주고 있으며, 노후 발전소의 성능저하도 함께 진행되고 있는 것으로 추정된다. 이에 대한 적절한 대책이 없는 한 그 상황은 더욱 악화될 전망이다. 한반도 에너지 개발기구(KEDO)가 추진하고 있는 경수로 원자력 발전기가 6～7년 후에 준공된다고 해도 이처럼 불안정한 전력계통에 병입되어 원활한 운전이 가능할런지 기대하기 곤란하다. 이러한 실정에서 \circled1 전력부족으로 주파수가 저하될 때 우선 순위가 낮은 부하를 제한하는 자동 부하제한 방식을 포함한 자동 주파수 제어 계통개선 \circled2 기존발전소 성능과 이용을 향상을 위한 재가동(Repowering) 등의 리 엔지니어링 \circled3 가스터빈 복합화력과 열병합발전(Co-generation) 등과 같이 건설기간이 짧고 비용이 적게 들며 송전 설비 건설도 불필요한 분산형 전원의 건설 \circled4 수력발전소와 조력발전소의 건설 \circled5 양수발전 등 전력에너지 저장설비의 개발 \circled6 송전전압격상과 배전방식개선 및 종합전력정보시스템 구축 \circled7 남ㆍ북한 전력계통 내지는 동북아시아 전력계통을 연계하는 평화망사업(Peace Network Project)등의 추진이 경수로 사업에 선행되어야 한다. 특히 러시아, 중국, 한국, 일본의 발전 에너지원 분포와 년간 부하곡선을 고려할 때 동북아시아 전력계통의 연계는 관련국 상호간에 에너지 환경과 경제적 측면에서 상당한 이득과 안정성을 강화해 줄 것이며, 기술발전과 평화공존에 크게 기여 할 것이다. 이를 위하여 관련국의 전력계통연계 전문가들이 참여하는 남\ulcorner북한전력 계통연계연합회(Co-Pia ; Co-rea Power Systems Interconnection Association)와 동북아지역전력 계통연합회(Near Pia=North-Eastern Asia Region Power Systems Interconnection Association)의 구성을 제안하는 바이다. 주요용어(Key Words): 자동주파수 제어(AFC), 리엔지니어링(Re-Engineering), 분산형 전원(Dispersed Generation System), 전력저장(Power Storage), 부하조절기(Load Conditioner), 수요관리(DSM) 연계(Interconnection), 인터시스템(Intersystem), 통합자원계획(IRP), 안전성 강화(Security Enhancement), 전력시장개방(Electricity Free Maket), 통일비용(Unification Expense, Unification Cost), 남ㆍ북한전력계통연계연합회(Co-Pia), 동북아지역전력 계통연계연합회(Nea,-Pia).