최적전력조류계산 앨고리즘에서 분할최적전력조류계산 앨고리즘을 유도하였고, 주요점은 적정스텝의 결정과 부등식제약조건을 사용치 않은 점이다. 실규모계통에 지용하여 약0.5[%]의 비용절감을 달성하였는바, 이것은 년 약30억[원]에 해당되며, 겸하여 온라인운전의 가능성을 제시하였다.
본 연구에서는 중앙냉방시스템용 모형실험장치를 구성하여 에너지 소비량 및 전력사용요금의 절감을 위한 최적제어방법을 구현하여 실험적 연구를 수행하였다. 최적제어방법으로는 새벽시간의 예냉을 이용한 전력디맨드 응답제어와 외기온도변화를 고려한 외기보상제어방법 등을 고려하였으며, 제어알고리즘은 LabVIEW 프로그램을 이용하여 작성하였으며, 제어 및 모니터링을 통해 최적제어방법과 기존제어방법과의 제어성능을 비교 고찰하였다. 연구결과로서 본 연구에서 제시한 최적제어방법이 기존제어방법에 비해 양호한 응답특성을 나타냈으며, 에너지소비량은 약 9.5%, 전력요금은 약 15.7%를 각각 절감한 것으로 나타났다.
OLED 디스플레이는 빠른 응답속도, 전력 효율성 등 여러 장점 때문에 점차 사용이 증가하고 있는 추세이다. 뛰어난 전력 효율성에도 불구하고 메신저, 게임 등의 사용자와의 상호작용 기반의 어플리케이션 사용의 증가로 OLED에 의한 전력 소모 비중이 여전히 크게 나타나고 있다. OLED에서는 출력하는 영상에 따라 소모 전력이 크게 달라지기 때문에 저전력 색 변환 기법이 대표적인 전력 절감 기법이다. 기존의 저전력 색 변환 기법들은 색 변환 시 인간 시각 시스템의 만족에 대한 엄밀한 연구가 없으며, 시각 만족도와 소모 전력을 동시에 최적으로 고려하는 연구가 부재했다. 본 연구에서는 기존 기법들의 문제점을 보완한 새로운 저전력 색변환 기법을 제안한다. 실험 결과를 통해서 제안 기법이 기존 기법보다 시각 만족도 측면에서 더 인간 시각 시스템을 만족하며 또 전력절감 측면에서도 색 변환거리에 따라 기존 기법보다 평균 13.4% 및 22.4% 향상된 전력 절감이 가능한 것으로 나타났다.
본 논문에서는 동적으로 현재화면의 최적밝기 정보를 구해 이 값을 이용하여 LCD 장치를 제어하고, 이를 통해 소모전력을 감소시키는 기법을 제안한다. 논문에서 제안된 기법은 프레임버퍼 이미지를 통해 얻은 현재 화면의 이미지 정보를 분석하여 계산된 현재 화면의 최적의 휘도 정보를 찾고 이 값에 맞는 LCD 장치의 최적 Backlight를 계산하는 과정을 거쳐 얻어진 최종 Backlight 레벨로 LCD의 Backlight를 제어하는 방법으로 소모 전력을 절감하는 기법이다. 이 기법을 적용하여 실험을 통해서 약 10%정도의 개선효과를 보였음을 밝힌다.
기존의 서버 전원 모드 제어에는 서버를 Off할 때 정적 종료 방식을 사용하는 관계로 서버가 사용자 요청을 모두 처리하는 최적의 종료 시간을 찾는데 시간이 많이 걸리는 단점을 가진다. 이 시간이 짧게 되면 사용자 QoS를 보장할 수 없고, 반대로 이 시간이 길게 되면 전력 절감을 기대할 수 없다. 본 논문에서는 정적 종료 방식의 단점을 극복하는 동적 종료 방식을 제안한다. 제안된 방식은 최적의 종료 시간을 찾을 필요 없이 각 서버가 사용자의 요청을 모두 처리하였을 때 자동적으로 서버를 Off한다. 제안된 방법은 최적의 시간을 자동적으로 찾아내기 때문에 사용자 QoS를 보장하고, 전력을 절감한다. 실험은 30대의 PC 클러스터를 이용하여 수행되었고, 실험을 통하여 제안하는 동적 종료 방법이 기존의 정적 종료 방법에 비해 운영자의 수고 없이 자동적으로 전력 절감 및 사용자 QoS에 기여함을 확인하였다.
최근 유가 상승과 건물 에너지 소비 증가는 에너지 자원 해외 의존도가 높은 우리나라에 큰 부담이 되고 있다. 이런 상황에서 에너지 소비량의 40% 수준을 차지하는 빌딩건물의 에너지절감은 매우 중요한 이슈가 되는데, 본 연구는 ICT를 활용하여 건물에너지 소비량 및 전력사용요금 절감을 하는 최적제어방법을 구현한 실증 분석을 병원을 대상으로 수행하였다. 먼저 기존의 냉난방용 흡수식 냉온수기와 급탕용 보일러시설 일부를 수축열 히트펌프로 대체하고 사용하는 요금제의 조정을 통해 에너지소비량을 줄이고 요금을 절감하였다. 여기에 환경(외기온도, 사용량 증감 등) 변화를 고려한 ICT 기반 최적제어 기능을 추가적으로 적용함으로 기존 설비 대체 중심의 에너지절감 방법과 ICT 기반의 최적제어방법까지 고려한 효과를 분석하였다. 그 결과 본 연구에서 병원 대상의 최적제어방법은 에너지효율화 설비 적용으로 인한 절감량(53.6%)에 최적자동제어 효과(18.2%)까지 추가적으로 절감할 수 있는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 건물 에너지 절감 성과를 높이는 다양한 방안을 검토해 볼 수 있을 것이다.
장거리 용수공급 시스템에서 전력비용은 전체 운영비용의 큰 부분을 차지한다. 본 연구는 시간단위의 펌프와 배수지 시스템의 최적 운영계획을 수립하기 위해 동적계획기법에 기초한 방법론을 제시하고 있다. 해석방법은 가용 가능한 펌프의 효율적 운전과 전력요금체계, 시간대별 용수수요추이 그리고 배수지 특성과 송수관로의 제약조건 등을 고려하였다. 이를 위해 적용 가능한 시스템 운영목적과 제약조건이 제시되었고 개발된 방법은 수도권 광역상수도 양주계통의 2개 가압장과 5개 배수지를 대상으로 적용되었으며, 적용결과는 상당한 수준의 펌프운전비용을 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 같은 방법은 생애주기 비용 최소화 측면에서 실제 용수공급 시설 운영과 대규모 용수공급 체계의 설계 등에 적용이 가능하다.
빙축열시스템의 기존운전방식은 냉동기와 빙축열조의 적절한 조합운전에 의하여 크게 두가지 방식이 이용되고 있다. 이것은 냉동기우선 그리고 빙축열우선 운전방식이며 운전제어의 용이성 그리고 비용측면의 고려 등으로부터 선정되고 있다. 하지만 이러한 운전방식은 운전비용을 절감하기 위한 최선의 기법은 되지 못하고 있으므로, 더욱 운전비를 절감할 수 있는 운전기법을 계획하고 이것으로부터 제어기를 위한 내용에 대하여 설명하고자 한다.
매년 증가되는 전력소비량에 대응하여 스마트그리드 기술을 기반으로 수용가 측의 에너지관리 중요성이 부각되고 있으며, 홈 에너지관리시스템(HEMS, Home Energy Management System)은 전기요금 절감과 효율적인 전력소비의 중요한 체계로써 기대되고 있다. 일반적으로, 가정에서 높은 전력소비를 가진 가전제품은 계절성 부하로 전기온수기, 냉/난방기를 일컫는다. 즉, 계절성 부하에 적절한 에너지관리, '최적부하 스케줄링'은 전기요금 절감과 직결되는 것을 의미한다. 본 논문은 Modified Branch-and-Bound 기법을 사용하여 사용자의 편의성을 고려한 전기온수기(EWH, Electric Water Heater)의 스케줄링을 실시하겠다. 여기서 사용자의 편의성이란, 외부의 온도변화 또는 습관에 따라 그 부하를 사용하는 것을 의미한다. 온수사용량, 수온 설정온도 변화의 편의성 제약조건을 고려하여 온수기를 효과적으로 운영하는 스케줄링을 실시한다. 이러한 편의성 내에서 온수기를 운영하며, 작동모드는 3가지(정지, 일반/급속가열) 모드가 존재하며, 다양한 요금제도에서의 스케줄링 결과를 절감된 전기요금으로 비교하겠다.
본 논문에서는 ESS를 이용한 전력 계통의 Peak-Shaving 제어 알고리즘 수립에 대한 연구 결과를 제시한다. 과거의 요일별 전력수요 데이터를 이용하는 경우 ESS가 포함된 전력 시스템의 연결점(PCC)에서 전력 및 에너지 평형 방정식을 수립할 수 있고, ESS의 전력 및 에너지 용량에 따른 전기요금 최소화를 목적 함수로 한 선형 계획법 문제를 정식화할 수 있다. 선형 계획법 문제 해결을 통해 ESS가 추가되는 경우에 대한 경제성을 분석할 수 있고, 이로부터 ESS의 적합한 용량도 선정할 수 있다. 또한 부하 크기 및 시간대별 ESS 최적 전력 이용 패턴을 확인할 수 있기 때문에 실 운용 로직 설계를 위한 가이드로 결과를 활용할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 방법을 설명하기 위한 일 예시로서, 시간대별 전력 부하 패턴의 기존 연구 결과로부터 도출한 부하 전력 곡선을 이용하여 선형 계획법을 이용한 Peak-Shaving 최적 제어 결과를 제시하고, 이를 기반으로 실시간 운전 가능한 규칙 기반 알고리즘을 설계하여 ESS의 적용에 따른 요금 절감 효과를 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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