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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강두선
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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상수도를 통한 용수 공급에 있어서는 송수 펌프 및 배수지 등 수리 시설물이 경제성과 공급 안정성면에서 중요한 역할을 수행한다. 국내 송·배수시스템의 설계 및 운영 방식은 송수펌프를 통해 고지대에 위치한 배수지에 용수를 확보하고 이를 자연유하 방식으로 수용가에 공급하는 것이 일반적이다. 송·배수시스템의 효율적인 운영이란 송수펌프의 가동 여부와 그에 따른 배수지의 수위 현황을 적절히 관리하는 것을 의미한다. 기존 송·배수시스템의 경우 송수펌프 운영은 시스템 운영자의 경험 및 기존의 송수펌프의 운영 통계 정보를 이용하여 시간대별 펌프의 운전을 결정하거나, 배수지의 수위를 실시간 모니터링하여 배수지 내의 수위에 따라 펌프의 작동여부를 판단하는 방법이 사용되고 있다. 이러한 운영 방법은 용수의 안정적 공급에 초점을 맞추어 운영되기 때문에 펌프운영의 효율저하, 전력비용의 상승, 빈번한 펌프 작동으로 인한 펌프의 수명저하 등 다양한 문제를 야기하기도 한다. 따라서 효율적인 펌프운영을 위한 연구의 필요성이 제기되었다. 최근 들어, 송수펌프의 가동 효율을 높이고, 비용을 최소화 하는 실시간 최적 펌프운영 모형이 개발되었으나, 이미 결정된 용량의 펌프와 배수지를 이용하여 펌프의 가동여부만을 최적화하기 때문에 전체 시스템의 최적화에는 한계가 있었다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 EPANET2 toolkit을 수정하여 다양한 모의기능을 추가하고 송·배수시스템의 설계와 운영을 동시에 최적화 할 수 있는 모형을 개발하였다. 해당 모형의 최적화 알고리즘은 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 사용하였고, 송수펌프 및 배수지의 최적 규모와 송수펌프의 최적 운영 방안을 동시에 제시할 수 있도록 개발하였다. 특히 송수펌프와 배수지의 설계/운영 시, 국내 상수도 설계기준, 국내 시설물비용, 시간별 전력단가 등을 고려하여 현실적인 결과를 도출할 수 있도록 개발되었다.
본 연구에서는 국내에서 실제 운영 중인 S시의 송·배수시스템을 대상으로 개발 모형을 적용하였으며, 향후 송·배수시스템의 최적설계 및 운영 실무에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 국내에서 실제 운영 중인 S시의 송·배수시스템을 대상으로 개발 모형을 적용하였으며, 향후 송·배수시스템의 최적설계 및 운영 실무에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
목차
제 1 장 서론 11.1. 연구배경 및 목적 11.2. 국내외 연구 동향 3제 2 장 이론적 배경 42.1. 용수공급 시스템의 기본 개념 42.1.1. 용수공급시스템의 구성과 운영 42.1.2. 송수펌프의 특성 및 규모결정 52.1.3. 배수지의 특성 및 규모결정 82.2. 용수공급시스템의 수리해석 92.3. 송배수시스템의 최적운영 112.3.1. 최적운영의 정의와 필요성 112.3.2. 최적화기법의 종류 11제 3 장 연구방법 173.1. 기존 EPANET2 toolkit의 한계점 173.2. EPANET2 toolkit의 개선 방향 183.2.1. EPANET2 toolkit 개선 목록 183.2.2. EPANET2 toolkit 개선 설명 및 구성 213.3. 송배수시스템의 운영 최적화 443.4. 송수펌프 및 배수지 설계 최적화 47제 4장 적용 및 결과 524.1. 적용 네트워크 524.2. 결과 분석 584.2.1. EPANET2 toolkit 개선 결과 584.2.2 송배수시스템 최적설계 및 운영 결과 614.2.3 기존 설계 및 운영방안과의 비교분석 66제 5 장 결론 및 향후연구 685.1 결론 685.2 향후 연구 68참 고 문 헌 70감 사 의 글 73
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