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양식장 소비 전력 최적화 시스템에 있어서,양식장 수조에 설치되는 수위 센서, 상기 양식장 수조에 물을 공급하는 물펌프, 주기적으로 상기 수위 센서로부터 수위 정보를 입력받아 수위가 일정 크기 이상 낮아진 경우 물보충을 위한 구동 전력이 최소화되는 물펌프의 최적 펌핑 정보를 산출하여 상기 물펌프를 구동하는 양식장 관리 장치를 포함하고,상기 양식장 관리 장치는,상기 최적 펌핑 정보를 산출하기 위한 적정 수위와 제약 조건을 포함한 각종 정보를 입력하기 위한 사용자 입력부,상기 양식장 수조의 수위 정보를 포함한 각종 환경 정보가 저장되는 데이터베이스부, 상기 사용자 입력부로부터 입력을 수신하고, 수신된 정보를 상기 데이터베이스부에 저장하는 사용자 인터페이스부, 상기 수위 센서로부터 주기적으로 현재 수위 정보를 수신하는 센서 인터페이스부, 상기 센서 인터페이스부로부터의 현재 수위 정보에 기초하여, 미리 설정된 적정 수위에서 일정 수위이상 떨어지면 물보충 신호를 출력하는 모니터링부, 상기 모니터링부에서 물보충 신호가 출력되면, 상기 현재 수위 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 상기 적정 수위 정보와 제약 조건 및 미리 설정된 최적화 함수에 기초하여 상기 물펌프의 최적 펌핑 속도를 산출하여 출력하는 펌프 구동 최적화부, 상기 최적 펌핑 속도에 기초하여 펌프의 구동을 제어하는 펌프 제어부를 포함하며;상기 최적화 함수를 정의하기 위해, 다음의 식들을 미리 가정하고,현재 수위 WLcurrent = c, 물의 적정 수위 WLdesired = d,물의 요구량 = Ggallons = (d-c)×ω 라 하면,Pumpduration = G/PumpFlowratePumpduration 동안 PumpFlowrate 으로 G 갤런을 제공하는 데 필요한 전력:R = f(PumpFlowrate)×Pumpdurationf(PumpFlowrate)는 단위시간당 유속인 PumpFlowrate로 물펌프가 물을 배출하도록 구동시키는데 필요한 전력Pumpduration은 물의 요구량G를 각각 최대 PumpFlowrate, 최소 PumpFlowrate 로 각각 나눈 값인 최소값 Dmin, 최대값 Dmax를 가지고, G 갤런의 물을 공급하기 위해 필요한 전력 R은 최소값 및 최대값으로서, Rmin 및 Rmax를 가지고, 시간과 전력 절감에 대한 사용자 가중치값을 각각 β1, β2라 하고, β1+β2= 1, β1 = (d-c)/d 라 하면,β2 = 1-β1 , 여기서, c: 현재 수위, d: 적정 수위 최적화 함수는 아래식으로 정의되고, 상기 펌프 구동 최적화부는 상기 최적화 함수가 1에 가까워지게 하는 PumpFlowrate 를 산출하여 상기 펌프 제어부에 출력하는 것인, 양식장 소비 전력 최적화 시스템
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제1항에 있어서,상기 펌프 구동 최적화부는, 상기 산출한 최적 펌핑 속도와 물 요구량을 이용하여 펌핑 지속 시간을 산출하여 상기 펌프 제어부에 출력하는 것인, 양식장 소비 전력 최적화 시스템
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제1항에 있어서,상기 제약 조건은 다음 식을 포함하고,0≤WLcurrent ≤ WLdesired ≤L0≤Dmin≤Pumpduration≤Dmax0≤Rmin≤R≤Rmax여기서, Tankcapacity 는 수조 용량, V는 물 공급속도, WaterperLevel 은 레벨당 물의 양을 나타내고, ω는 임의의 계수(factor)를 나타낸다고 가정하면,수조 수위의 전체 레벨수 TankmaxLevel = L= Tankcapacity/WaterperLevel=V/ω 인 것인, 양식장 소비 전력 최적화 시스템
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수위 센서가 설치된 양식장 수조에 물을 공급하는 양식장 소비 전력 최적화 방법에 있어서,주기적으로 상기 수위 센서로부터 현재 수위 정보를 입력받는 단계,수신된 현재 수위가 적정 수위보다 일정 크기 이상 낮아진 경우 물보충을 위한 구동 전력이 최소화되는 물펌프의 최적 펌핑 정보를 산출하는 단계,상기 최적 펌핑 정보에 기초하여 물펌프를 구동하는 단계를 포함하고;상기 물펌프의 최적 펌핑 정보를 산출하는 단계는,상기 수위 센서의 현재 수위 정보에 기초하여, 미리 설정된 적정 수위에서 일정 수위이상 떨어지면 물보충 신호를 입력받는 단계, 상기 물보충 신호가 입력되면 상기 현재 수위 정보와 미리 설정된 적정 수위 정보와 제약 조건 및 미리 설정된 최적화 함수에 기초하여 상기 물펌프의 최적 펌핑 속도를 산출하여 출력하는 단계를 포함하고;상기 물펌프 최적 펌핑 속도 산출 단계는, 미리 설정된 최적화 함수에 의해 산출하고,상기 최적화 함수를 정의하기 위해, 다음의 식들을 미리 가정하고,현재 수위 WLcurrent = c, 적정 수위 WLdesired = d,물의 요구량 = Ggallons = (d-c)×ω 라 하면,Pumpduration = G/PumpFlowratePumpduration 동안 PumpFlowrate 으로 G 갤런을 제공하는 데 필요한 전력:R = f(PumpFlowrate)×Pumpdurationf(PumpFlowrate)는 단위시간당 유속인 PumpFlowrate로 물펌프가 물을 배출하도록 구동시키는데 필요한 전력Pumpduration은 물의 요구량G를 각각 최대 PumpFlowrate, 최소 PumpFlowrate 로 각각 나눈 값인 최소값 Dmin, 최대값 Dmax를 가지고, G 갤런의 물을 공급하기 위해 필요한 전력 R은 최소값 및 최대값으로서, Rmin 및 Rmax를 가지고, 시간과 전력 절감에 대한 사용자 가중치값을 각각 β1, β2라 하고, β1+β2= 1, β1 = (d-c)/d 라 하면,β2 = 1-β1 , 여기서, c: 현재 수위, d: 적정 수위 최적화 함수(max)는 아래식으로 정의되고,,상기 최적화 함수가 1에 가까워지게 하는 PumpFlowrate 를 산출하여 펌핑 속도를 제어하는 단계를 포함하는, 양식장 소비 전력 최적화 방법
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제6항에 있어서,상기 제약 조건은 다음 식을 포함하고,0≤WLcurrent ≤ WLdesired ≤L0≤Dmin≤Pumpduration≤Dmax0≤Rmin≤R≤Rmax여기서, Tankcapacity 는 수조 용량, V는 물 공급속도, WaterperLevel 은 레벨당 물의 양을 나타내고, ω는 임의의 계수(factor)를 나타낸다고 가정하면,수조 수위의 전체 레벨수 TankmaxLevel = L= Tankcapacity/WaterperLevel=V/ω 인 것인, 양식장 소비 전력 최적화 방법
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제6항에 있어서,상기 물펌프의 최적 펌핑 정보를 산출하는 단계는,상기 산출한 최적 펌핑 속도와 물 요구량을 이용하여 펌핑 지속 시간을 산출하는 단계를 포함하는, 양식장 소비 전력 최적화 방법
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