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물수요 예측 및 중계 펌프 운영 스케줄링 기반 정수처리장 전력수요관리
Demand Response of Water Treatment Plant Based on Water Demand Prediction and Pump Scheduling
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- 발행기관
- 한국도시환경학회 바로가기
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- 간행물
- 한국도시환경학회지 바로가기
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- 통권
- VOL.25 No.3 통권 제74호 (2025.09)바로가기
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- 페이지
- pp.55-64
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- 저자
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- 언어
- 한국어(KOR)
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- URL
- https://www.earticle.net/Article/A479728
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원문정보
초록
- 영어
- This study aimed to improve the operational efficiency of the water purification plant by proposing a power optimization that balances cost and efficiency. First, the pump was operated intensively during the light-load period using the differential pricing plan. In addition, the average water level of the absorption zone was dynamically adjusted based on the pattern predicted by the time-series model SARIMA (Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average). The prediction model showed high reliability, with a Pearson correlation coefficient (rxy) of about 0.75 and MAE and MAPE of 423.8 m3 and 3.48%, respectively. To verify the optimization strategy, the effect of reducing power consumption and power charges was analyzed using the EPANET simulator. To verify the optimization strategy, the EPANET simulator was used to analyze power consumption and energy cost savings. The results showed an average 10.9% reduction in electricity costs while maintaining a stable water supply; an average 18.2% increase in electricity consumption was observed. In future studies, the operational logic is improved by applying an optimization tool, and the applicability of the field is evaluated through empirical research at an actual water treatment facility.
- 한국어
- 본 연구는 비용과 효율 두 가지 측면에서의 최적화 전략을 제안하여 정수장의 운영 효율성을 향상시키는 것을 목표로 하였다. 먼저 시간대별 차등 요금제를 활용하여 경부하 시간대에 펌프를 집중 가동시키는 방법을 제안하였다. 또한 시계열 예측 모델 SARIMA(Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average)로 예측한 패턴을 기반으로 흡수정의 평균 수 위를 동적으로 조정하였다. 예측 모델은 피어슨 상관계수(rxy)는 0.75, MAE와 MAPE는 각각 423.8 m3, 3.48%로 높은 신뢰성을 보였다. 최적화 전략을 검증하기 위해 EPANET 시뮬레이터로 전력사용량과 전력요금 절감 효과를 분석하였고, 안정적인 용수 공급을 유지하면서 전력요금을 평균 10.9% 절감한 반면, 전력사용량은 평균 18.2% 증가함을 보였다. 향후 연구에서는 최적화 툴을 적용하여 운영 로직을 개선하고, 실제 정수처리 시설 대상 실증 연구를 수행하여 현장 적용성을 평가하고자 한다.
목차
Abstract
요약문
I. 서론
II. 연구방법
1. 대상 시설 지정
2. 현재 가동 실태 및 해결 방안
3. 데이터 분석
4. SARIMA 예측 및 오차 보정
5. 최적화 방법
III. 결과 및 고찰
1. 펌프 운전 최적화 검증
2. 펌프 운전 최적화 적용 결과
IV. 결론
사사
References
키워드
정수처리장 물 수요 예측 스케줄링 ARIMA EPANET Water treatment plant Water demand prediction Pump scheduling ARIMA EPANET저자
간행물 정보
발행기관
-
- 발행기관명
- 한국도시환경학회 [The Korean Society of Urban Environment]
- 설립연도
- 2001
- 분야
- 공학>환경공학
- 소개
- 산업화와 도시 집중화 및 교통의 증가에 따른 각종 공해 물질의 증가에 의하여 우리들이 살고 있는 도시환경은 오염되고 있을 뿐만 아니라 도시 생태계가 파괴되어 가고 있다. 이에 따라 우리들의 생산활동이나 공공교통 그리고 일상생활에서 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 폐기물, 소음 및 진동 그리고 그 밖의 오염원으로부터 발생되는 오염물질 등은 인간의 건강 및 생명에 유해하며 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로 이를 방지하기 위한 시급한 대처가 요구된다. 이러한 시대적 요청에 따라 본 한국도시환경학회는 도시환경과 관련된 모든 문제를 조사연구함으로써 도시환경학문의 발전과 응용 및 보급에 기여하고 나아가 사회 발전에 이바지함을 목적으로 설립되었다.
간행물
-
- 간행물명
- 한국도시환경학회지 [Journal of the Korean Society of Urban Environment]
- 간기
- 계간
- pISSN
- 1598-253X
- 수록기간
- 2001~2026
- 십진분류
- KDC 539 DDC 628
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