Applications of New Differential Dynamic Programming to the Control of Real-time Reservoir

새로운 미분동적 계획법에 의한 저수지군의 최적제어

The complexity and expensiveness of water resources projects have made optimum operation and design by computer-based techniques of increasing interest in recent years. Water resources problems in real world need many decisions under numerous constraints. In addition there are nonlinearities in the state and return function. This mathematical and technical troublesome must be overcome so that the optimum operation polices are determined. Then traditional dynamic optimization method encountered two major-cruxes: variable discretization and appearance of constraints. Even several recent methods which based on the Differential Dynamic Programming(DDP) have some difficulties in handling of constraints. This paper has presented New DDP which is applicable to multi-reservoir control. It is intended that the method suggested here is superior to abailable alternatives. This belief is supported by analysis and experiments(New DDT does not suffer course of dimensionality and requires no discretization and is able to handle easily all constraints nonlinearity).

수자원 부족과 개발비의 앙등은 관리상의 문제를 제가하고 있다. 일반 관리가 그러하듯이 물의 관리도 목적하는 바의 계량화 작업이 따르게 되고 수학적이 모형의 복잡성 때문에 컴퓨터를 사용하게 된다. 그 모형이 비선형 함수관계를 갖고 있으며 복잡한 제약조건이 부가될때 컴퓨터를 사용하기 위해 선행되어야할 작업은 통일된 알고리즘을 정하는 일이다. 위와 같이 문제의 해결에 이용되어온 기존의 동적계획법은 두 가지의 제한점을 가지고 있다. 즉, 변수를 이산화 해야하며 제약조건의 처리가 불가능 하다는 점이다. 현재까지 애용되고 있는 미분동적계획법에 의해 개발된 방법들 조차도 제약조건의 처리가 미흡하다. 본 논문에서는 위와 같은 어려움을 극복하고 저수지군의 다목적 다단계 제어에 응용할 수 있는 새로운 동적최적화 모형을 제안하였으며 본 논문에서 제안한 방법이 다른 대안들에 비해서 우월함을 입증하였다(즉, 기존의 문제를 본 방법에 의해 수치실험한 결과 기존 동적최적화 기법의 제약이 해소되었고 더 좋은 목적함수 값을 얻었다).