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확률론적 유량을 예측하는 앙상블 유량예측(ESP)과 미래 유입량의 불확실성을 고려한 추계학적 최적화 기법인 표본 추계학적 동적 프로그래밍(SSDP)이 결합된 정상운영률 모델;
가뭄에 대비하기 위한 헤징 룰(hedging rule)과 상기 표본 추계학적 동적 프로그래밍이 결합된 비상운영률 모델;
통합가뭄지수를 근거로 하여 가뭄의 존재여부와 심도를 구분하는 지표의 경계값인 ADI 트리거; 및
운영기간단위에 따른 신뢰도 평가에 따라 설정된 기준수위인 저수량 트리거를 포함하며,
상기 ADI 트리거 및 저수량 트리거의 작동에 따라 선택적으로 정상운영률 모델 또는 비상운영률 모델이 적용되는 것을 특징으로 하는 가뭄관리를 위한 최적의 운영률 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 정상운영률 모델은 하기의 수학식 3에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 가뭄관리를 위한 최적의 운영률 시스템:
[수학식 3]
여기서, j는 t 기간동안의 앙상블 유량 예측(ESP) 시나리오 지수이며,
i는 과거의 유입 시나리오 지수이고,
Bt는 t 기간동안의 이익이며,
M은 유입시나리오의 전체 개수이고,
Rt와 R*t는 각각 t 기간동안의 현재 방출량 및 목표 방출량이며,
Qt(j)는 t 기간동안의 시나리오 j의 유입이고,
Skt는 t 기간의 시작점에서 저수량의 k번째 이산 레벨(discrete level)이며,
Slt+1는 t+1 기간의 시작점에서 저수량의 l번째 이산 레벨(discrete level)이고,
foptt+1 은 t+1 시기에서 최적의 미래값 함수(FVF)이며,
T는 최적화를 위한 시간경로의 마지막을 나타낸다
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제 2 항에 있어서, 상기 미래값 함수는 하기의 수학식 2에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 가뭄관리를 위한 최적의 운영률 시스템:
[수학식 2]
여기서, i는 t 기간(stage)동안의 과거의 유입 시나리오이며,
Bt는 t 기간동안의 이익이고,
Rt는 t 기간(stage)동안의 현재 방출량이며,
Qt(i)는 t 기간동안의 시나리오 i의 유입이고,
Skt는 t 기간의 시작점에서 저수량의 k번째 이산 레벨(discrete level)이며,
Slt+1는 t+1 기간의 시작점에서 저수량의 l번째 이산 레벨(discrete level)이고,
T는 최적화를 위한 시간경로의 마지막을 나타낸다
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제 1 항에 있어서, 상기 비상운영률 모델은 하기의 수학식 15에 의해 감소계수(α)를 산출하여, 최소방류량을 조절하는 것을 특징으로 하는 가뭄관리를 위한 최적의 운영률 시스템:
[수학식 15]
여기서, ∂R = Rt-αRt, 0003c#α≤1 이며, dSt+1 = St+1(Rt)-St+1(αRt)이고,
i는 과거 시나리오를 나타내며,
j는 앙상블 유량예측(ESP)의 예측유입량을 나타내고,
Bt는 t 기간동안의 이익이며,
ft+1(St+1,i)는 시나리오 i의 월말저수량(St+1)에 따른 용수부족량에 대한 잔여최적편익함수이고,
Rt는 계획방류량이다
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제 1 항에 있어서, 상기 ADI 트리거는 하기의 수학식 6과 7에 의해 정의되는 ADI의 20 백분위수를 경계값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 가뭄관리를 위한 최적의 운영률 시스템:
[수학식 6]
[수학식 7]
여기서, ADInewi,k는 i년 k월에 대해 새롭게 산정되는 ADI이며,
e1은 첫번째 주요소의 특성벡터이고,
0new는 참조기간(reference period) 이후에 새롭게 관측된 자료이며,
MREF과 DREF는 각각 참조기간의 평균과 표준편차의 벡터이고,
Xnew는 참조기간의 평균과 표준편차를 사용하여 정규화된 자료이다
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제 1 항에 있어서, 상기 통합가뭄지수는,
3개월 누가강수량, 4개월 누가유입량, 전달의 평균저수량을 사용하는 ADI-1, 6개월 누가강수량 및 누가유입량과 전달의 평균저수량을 사용하는 ADI-2, 또는 6개월 누가강수량 및 4개월 누가유입량만을 사용하는 ADI-3에서 선택되는 것을 특징으로 하는 가뭄관리를 위한 최적의 운영률 시스템
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(a) 강수량, 유출량 및 저수위를 기반으로 ADI 트리거와 저수량 트리거를 설정하는 단계;
(b) 상기 설정된 ADI 트리거와 현재 ADI를 비교하고, 저수량 트리거와 현재수위를 비교하는 단계; 및
(c) 상기 비교 결과에 따라 선택적으로 정상운영률 또는 비상운영률을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 운영률 시스템을 적용하는 방법
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제 7 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
(c1) 상기 ADI 트리거와 저수량 트리거가 각각 현재의 ADI 및 현재 수위보다 낮은 경우, 정상운영률을 적용하는 단계; 및
(c2) 상기 ADI 트리거와 저수량 트리거가 각각 현재 ADI 및 현재 수위보다 높을 경우, 비상운영률을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 운영률 시스템을 적용하는 방법
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