• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.65-66
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• 2013

본 논문에서는 계통 전압 사고 상황에서 계통 연계형 풍력 발전 시스템이 만족시켜야 할 LVRT(Low Voltage Ride Through) 동작 모의 및 동특성을 분석하였다. 제작한 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 영구자석 동기 발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back to Back Converter를 통해 계통과 연계되는 구조를 가지고 있다. 계통과 연계되는 부분에 슬라이닥스와 변압기 그리고 IGBT를 이용해 계통의 사고를 모의할 수 있는 계통 전압사고 모의 장치를 제작하여 연결하였으며, 이 계통 전압사고 모의 장치는 A, B, C 각 상을 독립적으로 제작해 다양한 계통사고를 모의할 수 있도록 구성하였다. 하드웨어 시뮬레이터와 제안된 계통 전압 사고 모의 장치 분석을 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 실시하였고 하드웨어 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.329-329
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• 2021

우리나라의 농촌유역은 일반적으로 상류의 농업용저수지와 하류의 배수장을 통해 홍수조절이 이루어지며, 각 농업수리구조물의 운영이 유역의 홍수 및 침수 발생에 큰 영향을 끼친다. 농촌유역의 홍수 대응 능력을 향상시키기 위해서는 농업수리구조물의 통합적 운영이 필요하나 현실에서 이를 시험 운영하기 위해서는 시간적·경제적으로 한계가 있다. 따라서 농촌유역 내 농업수리구조물을 연계한 통합 해석 시스템을 활용하여 다양한 구조물 운영 시나리오에 따른 홍수 위험을 예측하고 효율적인 대응 방안을 마련할 필요가 있다. 본 연구에서는 농업수리구조물을 연계한 홍수·침수 모의 시스템을 구축하기 위하여, 농촌유역에서 홍수·침수 모의를 위한 요소별 모듈을 구성하고, 각 모듈의 연계 기술을 개발하였다. 홍수·침수 해석 모듈은 농업용저수지 상류 유역에서부터 하류 하천 및 농경지까지 통합적으로 분석할 수 있도록 강우 분석 모듈, 강우-유출 모듈, 저수지 운영 모듈, 하천 수위 모듈, 농경지 배수 모듈의 5가지로 구성하였으며, 데이터베이스 모듈을 통해 기초자료를 저장하고 모듈 간의 입출력 과정을 처리하였다. 강우 분석, 강우-유출, 농경지 배수 모듈은 python 코드를 기반으로 자체적으로 구축하였으며, 기존의 모형 (FARD, HEC-HMS, GATE2018)들과 비교한 결과 거의 동일한 모의 결과를 나타냈다. 저수지 운영 모듈과 하천 수위 모듈은 각각 미 공병단의 HEC-5, HEC-RAS 모형을 CLI (Command Line Interface) 방식으로 외부 구동하도록 구성하였다. 전체 모듈 간의 연계에는 python 라이브러리인 Dask를 적용하여 대량의 데이터에 대한 병렬 처리 구조를 갖춤으로써 다양한 기상자료와 운영 시나리오에 따른 반복 작업을 효율적으로 수행하도록 구성하였다. 본 연구에서 개발한 홍수·침수 모의 요소별 모듈과 연계 기술을 기반으로, 농업수리구조물의 연계 운영을 통합적으로 모의함으로써 홍수 대비를 위한 효율적인 구조물 운영안을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1977-1981
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• 2007

K-WEAP(Korea-Water Evaluation And Planning System)은 한국건설기술연구원과 SEI-US(Stockholm Environment Institute-US Center)가 공동으로 개발하고 있는 통합수자원평가계획모형으로서, 대부분의 기능은 기존의 SEI-US가 개발한 WEAP(Water Evaluation And Planning System)에 기반을 두고 있지만, 국내 실정에 맞도록 수정 보완한 후, 단계적으로 그 기능을 개선해 나가고 있어 향후 수자원계획을 위한 종합적인 도구로서 활용이 기대된다. 현재까지 K-WEAP의 2단계 기능개선 작업을 수행하였다. 주요 개선기능으로는 물수지모형의 개선과 하천수질모형의 개선, 편익산정모형의 개발 등이 있으며, 최근 보다 정확하고 다양한 오염원에 대한 하천수질 모의를 위해 Qual2K와의 연계시스템을 개발하여 수량과 수질을 동시에 모의할 수 있게 하였다. 현재까지 개선된 기능으로는 물수지모형의 개선으로써 수요처 최소수질기준 설정기능을 개발하여 수질이 낮은 수원에서는 물을 공급받을 수 없는 상황을 물수지 분석시 적용할 수 있게 하였다. 하천수질모형의 개선부분에서는 분할 오염부하량 산정기능을 개선하여 수요처 오염부하량 산정시 사회경제지표와 오염원단위를 곱하여 발생량을 계산하는 방법과 직접 수요처 회귀수의 각 오염성분 농도를 입력하는 방법을 추가하였으며 K-WEAP과 Qual2K와의 연계시스템을 개발하여 보다 정확하고 다양한 오염원에 대한 하천수질모의를 가능케 하였다. 또한 모의된 수질결과와 관측치를 비교하기 위해 수질모의결과 검정기능도 추가하였다. 수자원계획 및 평가에 있어서의 편익산정을 하기 위해 경제성분석 모형도 추가하였으며, 사용자 인터페이스 부분에서는 시나리오간 결과를 비교할 수 있는 기능과 지역관리 기능을 개선함으로써 사용자가 보다 편리한 환경에서 수자원계획과 평가를 수행할 수 있게 하였다. 개선된 기능을 통해 보다 정확한 수량-수질 연계 모의가 가능해졌으며 사용자들은 보다 쉽고 정확하게 모의결과를 평가 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1328-1329
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• 2011

풍력발전 시스템의 원리를 이해하고, 대표적인 분산전원인 풍력발전 시스템을 전력계통에 연계시켜 그 특성을 모의, 분석할 수 있도록 전력계통 과도모의해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 사용하여 현재 사용하고 있는 풍력발전 시스템 그리고 연계계통을 고려하여 구성하였고, 이 분산전원 모델이 유효한지 보이기 위하여 출력파형을 보였다. 그리고 이 분산전원 모델을 연계계통내 보호계전시스템등과 같은 분산전원과 관련된 전반적인 연구분야에 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.226-228
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• 2009

본 논문에서는 분산전원 시스템을 등가회로를 이용하여 수학적으로 모델링하고, 이를 결합하여 제어 가능한 시스템을 모델링하였다. 시뮬레이션과 실험 결과로부터, 선로 모의실험을 통한 고조파 해석을 IEEE Std 1547.1-2005의 고조파 연계 기준을 통하여 모델링의 적합유무를 판단할 수 있었다. 제시한 계통연계 태양광발전 시스템은 점차적으로 활성화되고 있는 태양광발전 시스템 계통연계 연구에 유용하게 활용될 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.292-292
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• 2019

하구에 조성된 담수호 (estuarine reservoir)는 하천 출구점이 해양과 만나는 지점에 방조제 건설을 통해 형성되는 인공 호수이다. 방조제 건설과 함께 간척을 실시함에 따라 생성되는 토지를 농업용지로 활용하는 경우, 담수호는 농업수자원으로서 활용될 수 있으며 담수호의 수질 문제는 영농 활동에 중요한 요소로 작용하게 된다. 담수호의 수질을 관리는 크게 유역 대책과 호내 대책으로 나누어 이루어지고 있으며, 담수호 수질 관리 계획 수립에 앞서 담수호 수질 관리 방안에 따른 담수호 수질의 영향을 분석하는 것이 중요하다. 실제 다양한 유역 대책과 호내 대책을 적용하면서 그 효과를 검증하기에는 시간 및 경제적 한계성을 지니고 있으므로, 유역 및 호소 수질 모델링을 통한 수질 관리 시나리오별 담수호 수질 모의가 효율적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 농업용수 목표수질인 IV등급을 상회하여 수질 관리를 위한 대책이 시급한 담수호를 대상으로 유역 및 호소 모의 모델을 연계하여 다양한 수질 관리 시나리오에 따른 호내 수질 모의 결과를 비교 검토하였다. 본 연구에서 사용한 유역 모델은 최근에 개발된 SWAT Plus 모델로 기존의 SWAT 모델의 수문 해석 요소 중 일부를 알고리즘 개선한 것이 특징이다. 호소 모의 모델로는 3차원 수리 및 수질 해석에 많이 활용되고 있는 EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하였다. 또한 두 모형을 연계 운영하여 모의의 정확도를 높이기 위한 매개변수 최적화를 수행하였다. 본 연구를 통해 수질 개선대책의 평가 및 추진가능성에 대한 분석을 수행하여, 정량적인 농업용수 수질 기준을 만족하기 위한 담수호 수질 최적관리방안을 도출하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.04a
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• pp.204-206
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• 2002

계통연계 풍력발전시스템의 특성을 고찰하기 위해서는 블레이드, wind turbine, 정류기, 인버터 등의 풍력발전시스템의 각 구성요소의 모델링과 적절한 제어 알고리즘에 대한 모의가 요구된다. 본 연구에서는 동기발전기를 풍력발전기로 사용하고 있는 계통연계형 풍력발전시스템의 출력 및 동특성을 모의하기 위한 전류제어형 전압원인버터의 PSCAD/EMTDC 모듈을 제시한다. 풍속의 가변특성에 의해 동기발전기에 들어오는 입력은 변하게 되고, 동기발전기가 동기주파수를 유지할 수 있도록 인버터에서는 이러한 입력과 동일한 출력을 낼 수 있어야 하며, 동시에 계통에서 허용하는 일정 전압과 계통주파수와 동일한 주파수를 갖는 출력을 공급해야 한다. 본 논문에서는 이를 위해 동기발전기의 주파수를 제어하는 전류제어형 전압원인버터 모듈을 소개한다. 모의를 통해 결과를 검증한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.317-321
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• 2010

대부분의 유역에는 다수의 댐이 건설되어 운영되고 있는 것이 일반적이며, 이들 댐 군의 효과를 극대화하기 위하여 연계최적운영 기법의 적용이 일반화 되고 있다. 2000년 수립된 국가장기수 자원계획에서도 이미 4대강 수계의 댐 군의 연계운영 효과로 2011년까지 6억 $m^3$를 반영하고 있다. 또한 프론티어 연구개발사업을 통해 순수한 시스템적인 개선으로 30억 $m^3$의 용수를 추가적으로 확보하는 방안이 오래전부터 진행되어 오고 있다. 이와 같은 방법론의 핵심은 수문기상의 예측정도를 높이고 장단기 강우-유출을 사전 혹은 실시간으로 예측하여 수자원시설물의 기능을 최대화시키는 전략으로 현재와 같이 댐과 같은 수리구조물을 신규로 건설하는데 어려움이 많은 경우 유용한 대안이 될 수 있다. 그러나 수리구조물의 운영에 필요한 많은 변수 중에서 가장 예측이 어려우며 또한 효과를 평가할 수 있는 가장 핵심적인 요소인 수문사상에 대한 정보의 신뢰도에는 한계가 있다. 다시 말하면 현재와 같은 상황에서 수자원시설물의 시스템적인 개선을 통한 편익의 신뢰도가 구조물적인 효과의 신뢰도를 보장하기 어렵다는 것이다. 결국 주어진 여건에서 수자원이용의 효과를 극대화시키기 위해서는 구조적 대안과 시스템적인 기법을 같이 적용할 수밖에 없으며 상호 보완적으로 활용하는 것이 가장 합리적일 것이다. 이와 같은 측면에서 구조적인 댐간 연결은 일정범위까지는 확실한 효과를 담보할 수 있으며 이 또한 시스템적으로도 유용할 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 개념을 안동댐과 임하댐이 도수터널로 연결될 경우로 가정하여 예상되는 효과에 대하여 평가하였다. 평가방법은 일간연계모의모형과 일간도수연결모의모형을 개발하여 적용하였으며 무효방류량의 감소정도와 용수공급 증가량과 공급의 신뢰도, 부족량의 크기 등을 비교 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.345-345
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• 2023

기후변화에 대응하기 위한 가뭄과 홍수 등의 수재해 관리체계 수립의 필요성이 높아지고 있어, 기후예측모형과 연계하여 수문 및 에너지 순환과정에서 하천유출에 대한 기후변화 영향예측이 가능한 지표수문모형(Land Surface Model, LSM)의 개발과 적용이 요구되고 있다. 또한, LSM은 연속적이고 장기적인 유출을 모의할 수 있어 수재해에 관한 예측과 정보 제공에 유용하므로, 최근 수재해 예측시스템 구축을 위한 주요한 도구로 관심을 받고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 기후모형 CWRF(Climate-Weather Research and Forecasting Model)와 연계되어 물-에너지 순환모의가 가능한 최신 LSM 중 하나인 Common Land Model(CoLM)을 우리나라 유역의 장기하천유출모의에 적용하고자 한다. 대부분의 LSM은 지상의 물과 에너지 순환과정이 각 단일 격자의 수직적인 모의과정으로 제한되고 있었지만, 현재 지속적인 개선을 통해 많은 LSM에서 보다 현실적인 물과 에너지 변화를 모의하고자 노력하고 있다. 그러나, 지속적인 모형의 개선에도 불구하고(또는 그로 인해) 정교한 수학적 프로세스를 통합하여 개선된 최신 LSM은 오히려 복잡한 매개변수 체계, 매개변수 추정, 입력자료, 초기 및 경계조건 등에서 비롯된 불확실성이 존재하고 있다. 따라서, 모형의 주요 매개변수값의 추정은 모의결과의 성능과 안정성을 확보하기 위한 LSM의 모의에서 필수적인 과정 중 하나이다. 유역의 특성에 따라 결정되는 모형 매개변수는 관련자료의 부재 또는 관측의 부정확성으로 인해 검보정 과정을 통해 결정되어야 하므로, 유역의 수문특성을 최대한 반영하고 모형의 성능과 안정성을 확보하기 위해 모의목적에 따라 적절한 검보정 목적함수의 선정도 요구된다. CoLM과 같이 다양한 매개변수가 사용되는 LSM에서는 모의결과에 대한 불확실성을 줄이고, 모의목적에 따른 모형의 예측도 향상을 위해서 모의결과에 민감한 주요 매개변수의 검보정이 과정이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 격자기반 지표수문모형인 CoLM을 이용하여 우리나라 유역의 장기하천유출을 모의하는 과정에서 CoLM의 주요 매개변수 검보정에 필요한 적절한 목적함수의 적용을 통해 CoLM 장기하천유출 모의결과의 예측성능을 개선하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1383-1387
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• 2008

우리나라는 계절적으로 편중된 강우특성 때문에 이수관리와 치수관리가 분리될 수 없고, 하천유역 상 하류의 수량과 수질은 유기적으로 연관되어 있으므로 수자원관리는 하천유역단위로 통합적으로 이루어져야 한다. 특히 한정된 수자원으로 하천의 수량과 수질 목표를 동시에 달성하기 위해서는 물의 수요와 공급을 실시간 정보로 획득하면서 기상과 유출 분석기술을 활용하여 운영기간 동안의 용수수요와 공급을 예측하고, 이를 바탕으로 하천과 저수지의 수량과 수질을 고려한 유역 저수지군 시스템의 최적 물공급계획을 수립 시행할 수 있도록 지원하는 통합 물관리 Toolkit과 운영 기술이 필요하다. '유역통합 물관리시스템(IRWMS)'은 유역의 유출량 산정과 예측을 담당하는 유역유출 예측시스템(RRFS)과 연동하여 장 단기 저수지군 시스템의 최적운영 의사결정을 지원하기 위한 월단위 최적운영모형(SSDP), 일단위 최적운영모형(CoMOM), 그리고 유역물배분 모의운영모형(KModSim)이 포함되어 있다. RRFS로부터 예측된 수계내 소유역별 유입량 및 수요량(농업, 공업, 생활용수) 정보를 토대로, SSDP 또는 SSDP-CoMOM 연계모형으로부터 구한 월 또는 일 단위 최적저류량 및 방류량을 산정, 이를 KModSim 모형에 입력하여 장 단기 모의를 통하여 유역 물관리 의사결정의 최종단계에 해당하는 저수지군 최적방류량 결정에 필요한 정보 및 시나리오를 제공하게 된다. 본 연구에서는 개발된 저수지운영 요소모형들을 이용하여 금강수계 저수지군의 연계운영에 적용하였다.