• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.7 no.2
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• pp.171-177
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• 2002

The Photovoltaic systems with solar cell way Provide electrical energy to the utility/consumers, which are becoming one of the promising energy substitutes. The photovoltaic system can be classified into two types : One is the stand-alone type, and the other utility interactive one. The latter can return the generated power to the utility, but the former can't. The utility interactive systems are so valuable for peak power cut in summer season. In the photovoltaic systems the maximum power point tracking (MPPT) has been studied for the increase of the generating energy of the photovoltaic system. There are many control methods of MPPT, but a new MPPT algorithm is proposed to overcome the disadvantages of the conventional ones, and as a result the proposed method enables to improve both tracking ability and generating efficiency of photo voltaic system without DC chopper.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.400-400
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• 2023

급격한 기후변화로 인해 일사량, 지표면 온도 및 이산화탄소 농도가 꾸준히 상승함에 따라 수문 순환의 불균형을 초래함과 하천 및 호소 내 수질 또한 악화되고 있는 추세이다. 특히, 국내의 경우, 기후변화 및 인위적 요인에 의해 하천 및 호소에서의 수위 감소 및 수온 증가로 인해 부영양화가 증가되고 있고, 이로 인한 유해 녹조의 발생빈도를 높이는 결과를 초래한다. 현재 국내에서는 유인 수질 관측 및 자동 수질관측 시스템을 통해 주요 수질인자를 모니터링 하고 있으나 시·공간적인 변동성을 파악하는데 제한점이 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 국·내외에서 광학위성을 이용한 수질인자 추정 알고리즘 개발과 관련된 연구들이 진행되고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 NASA에서 제공하는 Landsat-8 위성과 ESA에서 제공하는 Sentinel-2자료가 동화된 Harmonized Landsat Sentinel-2 위성자료를 활용한 클로로필-a (Chl-a)를 추정하고자 한다. 이를 위해, 본 연구에서는 1) 단순 회귀 분석, 2) Akaike information criteria (AIC) 기반 최적화 회귀 분석 및 3) Random forest (RF)를 활용하였다. 또한, HLS 위성 자료의 적용성을 평가하기 위해 미국 오하이오 주에 위치하고 있는 130여개의 중규모 및 대규모 호소에서 2000년부터 2021년까지 수집된 클로로필-a 관측치를 활용하였다. 두 가지 수질 추정 모형에 대한 정확도 검증에 앞서 오하이오 주 내에서의 클로로필-a의 시계열적 변동성에 대하여 분석하였다. 전반적으로, 2000년부터 2016년까지는 Chl-a가 꾸준히 증가하는 경향성을 나타내었으나, 그 이후로는 감소하는 추세를 나타내었다. 이를 기반으로, 각 방법론을 통해서 나온 Chl-a 추정치에 대해서 통계적 검증을 수행하였다. 결과, 단순 회귀 분석을 통해 추청된 Chl-a값의 결정계수는 0.34였지만, AIC 기반 모델과 RF모형을 사용한 결과 결정계수가 각각 0.82와 0.92로 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이와 더불어, spatial 및 temporal window와 더불어 호소의 크기에 따른 정확도 분석 또한 수행하였다. 그 결과, temporal window 가 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 호소의 크기가 작을수록 정확도가 낮아지는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로 추후 국내 호소에 대해 상기 모형들의 적용성 평가를 수행하여 효율적인 수질 모니터링 시스템 구축으로 이어질 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Korea Port Economic Association
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• v.37 no.1
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• pp.103-119
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• 2021

Ports in Korea have been increasing in terms of volume while they have performed functions and roles such as industrial ports in promoting industries of their hinterlands as well as commercial ports supporting imports and exports. Nevertheless, specialization degree is different from port to port by cargo type and the changes in cargo volume. This study aims to analyze the structural changes and the degree of concentration and specialization by cargo type and port between 2001 and 2020. Top 10 ports were analyzed in terms of traffic volume by categorizing liquid, dry, general cargo and containers. HHI(Herfindahl-Hirschman Index), LQ(Location Coefficient), and shift-share analysis were employed in order to identify the degree of concentration, specialization and changes in cargo volume by port and cargo type. As a result of the analysis, the degree of port concentration and specialization for each cargo of 4 categories have maintained a high level, and no significant difference were found in fluctuations over the past 20 years. As a result of calculating the flucation of cargo volume through the shift-share analysis, the growth rate of liquid cargo was high in Yeosu Gwangyang Port, Pyeongtaek Dangjin Port in dry cargo, and Busan Port in general cargo and container ports. The result implies that it is not expected that the structural changes including degree of cargo concentration, specialization and relative fluctuation of cargo volume is significant in Korean ports in the future since the effects of economies of scale and clustering were achieved to the great degree.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.386-390
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• 2004

하천은 자연 상태에서 내부분 단일 하천이 아닌 몇 개의 지류가 본류와 만나는 복잡한 하천망을 구성하며 하류로 흘러간다. 이 때 본류와 지류가 만나는 합류부에서는 본류와 지류의 합류각도나 유량에 의해 수리학적인 특성이 매우 민감하게 변화한다. 수리학적 특성에서는 수심이나 유속 등의 흐름에 대한 분석이 있을 뿐 아니라, 유사이동에서의 침식이나 퇴적과 같은 하상변동도 중요하게 고려되어야 한다. 그러나, 지금까지 합류점에 내한 연구가 대부분 물의 흐름 해석에 관한 연구이며, 하상변화에 대한 연구가 상당히 부족하다. 본 실험 연구에서는 본류와 지류의 접근각도를 $60^{\circ},\;75^{\circ},\;90^{\circ}$로 변화시키면서 분석하였으며, 유량비는 1:0.2, 1:0.35, 1:0.5로 변화시키면서 분석하였다. 이때 사용한 모형수로는 본류와 지류의 폭을 1:0.8로 하였으며, 이동상 실험을 위해 입경 1mm인 균일 모래를 이용하여 실험하였다. 그 결과 침식되는 길이는 유량비 및 접근각도가 증가함에 따라 커지는 경향을 나타내고 있으며, 이는 합류부에서의 하상침식에 대한 개선방향으로 활용될 수 있을 것으로 판단되고 있으며, 또한 접근각도가 증가함에 따라서는 최심경사는 점차 증가하는 것으로 나타났으나, 유량비가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.385-385
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• 2023

우리나라의 경우 여름철에 강우가 집중되는 특성 및 기후변동을 체감하고 있는 현 시점에서 수자원 시스템을 효과적으로 관리하는 것은 점차 중요해지고 있다. 그러나 IPCC의 미래 기후변화 예측 시나리오는 특정 복사강제력에 기반을 하기에 그 자체만으로도 불확실성이 존재하며, 전 지구적 모형을 활용하는 점에서 우리나라 기후변화 예측 정확성이 저하될 가능성이 있다. 장래 수자원 공급의 의사결정 객관성 및 체계를 확보하고 위에 제시된 단점을 보완하기 위하여, 본 연구에서는 Decision-Scaling을 적용하여 댐 이수안전도를 분석하였다. 연구지역은 충주, 용담, 합천, 섬진강댐을 선정하였다. 기후스트레스 시나리오는 총 91개(순위 기반 강우 스트레스 시나리오 13개 및 0℃에서 6℃까지의 7개 온도 스트레스 시나리오)를 1995년부터 2014년까지 관측된 자료를 바탕으로 구축하였다. 수문모형(IHACRES)과 저수지모형(HEC-ResSim)을 결합하여 이수안전도 분석 모형을 개발하였다. 모형의 검정은 과거 댐 유입량과 비교하였으며, 개발된 모형은 매우 높은 정확도(R²≥0.81)를 보여, 과거 사상에 대한 모의가 가능한 것으로 평가 되었다. 본 연구의 결과로 여름철 강우 변동이 온도와 비교하여 용수공급에 더 큰 영향을 주는 것으로 평가 되었다. (i) 강우와 온도가 동시에 변화하는 시나리오와, (ii) 개별적으로 변화하는 시나리오에 대한 이수안전도의 합과 비교하여, (i)의 경우가 이수안전도에 더 큰 영향 주는 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 여름철 강수량의 감소와 증가로 인해 각각 물과 에너지가 제한된 실제증발산이 발생한 것으로 사료된다. 본 연구의 결과는 미래를 포함한 기후 스트레스 발생 시 효율적인 댐 관리 및 운영을 위한 의사결정에 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• International Area Studies Review
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• v.14 no.1
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• pp.99-119
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• 2010

This study explores the natural gas market and the oil market in the U.S. and the European oil market. It focuses on two kinds of analyses; one is to confirm whether there is the predictive power between spot and futures within homogeneous commodity market(or inter-heterogeneous commodity market) through Granger-causality test in terms of the return rate and the volatility. The other is to examine the spot price stabilizing effect of futures price through regression analysis. When it comes to the predictive power of inter-commodity market, there was a conflicting aspect between the return rate of spot and futures. Overall, however, its statistical significance was low. With respect to the volatility, we found that the natural gas market has little influence on the oil market unlike the predictive power of oil market on natural gas market. Concerning the return rate of the predictive power within homogeneous commodity market, we found that the return rate of spot has the predictive power on futures only in the European market. In addition, we identified that there is feedback between spot and futures in the all commodity markets regarding volatility. As a result of the spot price stabilizing effect analysis of futures price, futures volatility increased the spot volatility.

• The Korean Journal of Financial Management
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• v.12 no.2
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• pp.273-298
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• 1995

1960년대, 각국의 환율이 미국의 달러화에 연동(pegging)된 고정환율제도를 근간으로 하는 브레튼우즈(Bretton Woods)체제하에서 각국의 중앙은행은 환율을 일정한 범위 내로 유지하기 위한 정책수단으로 외환시장개입을 적극 활용하였다. 1973년 브레튼우즈체제하의 고정환율제도가 붕괴되고 변동환율제도가 채택된 이후에도 각국의 외환시장개입정책은 계속되었다. 1980년대에 레이건 행정부의 재정팽창정책과 미연방준비은행의 긴축통화정책으로 금리의 지속적인 상승과 미달러화의 큰폭의 절상이 이루어 졌다. 이에 국제무역의 위기를 우려한 미국, 독일, 프랑스, 영국, 일본 등 선진 5개국(Group-5, G5)은 1985년 9월 22일 미 달러화의 절하를 위해 외환시장에 공동으로 개입할 것을 주내용으로 한 플라자합의(Plaza Agreement)를 발표하였다. 그후에도 1987년 2월 23일 열린 루브르협정(Louvre Accord, G-6 Communique)에서 환율을 현수준으로 유지시키기 위한 목표환율대(Target zone)를 설정하고 외환시장개입을 통해 이를 유지하기로 합의한 바 있다. 이후의 구미각국은 환율의 관리를 위하여 국가가 공동으로 외환시장에 개입하곤 했다. 본 논문은 1987년 루브르협정 이후 미국, 독일 및 일본의 중앙은행의 외환시장 개입 정책이 소기의 목적을 달성했는지의 여부를 규명해 보고자 한다. 즉, Federal Reserve, Bundesbank 및 Bank of Japan의 외환시장개입이 현물환율시장(spot market)에서 각각의 변동성을 감소 시켰는지의 여부를 독일의 마르크화 및 일본의 엔화를 중심으로 규명해 보고자 한다. 1981년 루브르협정이후, 미국, 독일 및 일본의 중앙은행은 미국 달러화에 대한 마르크 및 엔화의 환율을 안정시키기 위해 꾸준히 외환시장에 개입해 왔다. 외환시장의 개입유형은 크게 태화외환시장개입(non-sterilized intervention)과 불태화외환시장개입(sterilized intervention)으로 구분할 수 있는데, 전자는 외환당국이 민간부문과 외화채권을 거래함으로써 본원통화의 크기가 변하는 개입형태를 의미하는 반면에 후자는 외환당국의 순외화자산의 크기변화가 본원통화의 변화를 초래하지 않는 경우이다. 즉, 불태화외환시장개입은 순외화자산의 증감이 순국내자산의 증감과 반비례해서 이루어지기 때문에 본원통화의 크기에는 변함이 없다. 외환시장개입이란 외환당국이 은행간 시장에서 민간시잔 참가자들과 행하는 적극적인 외환거래를 의미한다. 반면, 넓은 의미에서의 외환시장개입에는 수동적 외환시장개입이라고 불리는 고객거래가 포함된다. 후자의 거래는 국내통화 및 외화표시 자산의 상대적 공급규모를 변화시킨다는 의미에서 전통적외환시장개입과 동일한 효과를 갖기 때문에 광의의 외환시장 개입으로 분류된다. 외환시장의 개입목적은 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 첫째, 환율의 안정적 운영이다. 환율수준이 자유롭게 변화되는 변동환율제도하에서 환율의 지나친 변동으로 인한 실물경제로의 부정적인 영향을 최소화하기 위해서 환율의 지나친 변동으로 인한 실물경제로의 부정적인 영향을 최소화하기 위해서 환율의 안정을 정책 목표로 설정하는 경우와 고정환율제도하에서 환율을 일정수준으로 유지시키기 위해서 외환당국이 외환시장에 개입하는 경우가 여기에 해당된다고 볼 수 있다. 둘째, 환율수준의 균형수준으로의 조정이다. 이때 야기될 수 있는 문제점으로는 환율균형 수준을 어떻게 정의, 추정할 것이냐 하는 점과 목표환율정책이 다른 정책목표와 상충될 수 있다는 점이다. 셋째, 외환당국이 공적외환보유액이나 구성을 변화시킬 목적으로 외환시장에 개입하는 경우이다. 이때의 외환시장개입은 현재의 환율수준이 개입으로 인하여 과도하게 이탈하는 문제가 발생하지 않을 것을 전제로 한다. 본고에서는 현물환율에 영향을 미치는 요소로 미국, 독일 및 일본의 중앙은행의 개입효과, 요일효과, 통화의 공급량(M1), 무역적자의 폭, 산업의 생산량, 생산가격지수(PPI), 소비자물가지수(CPI), 실업률, 옵션의 내재적 변동성 등을 고려한다. 환율의 변동성을 추정하는 식은 GARCH 모델이 사용된다. 본 추정모델은 Dominguez(1993)의 확장이다. Dominguez (1993)의 논문은 GARCH 모델을 써서 미국, 독일 및 일본의 중앙은행의 시장개입효과를 분석했으나, 거시변수를 고려대상에서 제외시켰다. 본 논문은 위의 방법에 거시변수를 삽입하고 모델을 변형시켜서 더 확실한 시장개입효과와 거시변수효과를 밝혔다. 또한 옵션의 내제적 변동성을 구하는 과정에서 American option model을 사용하는 대신, Bourtha & Courtadon (1987)등이 밝힌 바와 같이 American style option이라 할지라도, European Model을 쓰면 더욱더 간편하고, 예측력도 American Model에 뒤지지 않음을 이용하여, European Model을 써서 내재적 변동성을 구한 다음 이것을 독립변수로 이용하였다. 본 모델의 추정 결과는 3국의 시장개입정책이 현물환율과 옵션의 내재적 변동성을 증가시켜서 Louvre 협정이후 각국은 시장개입의 목적을 달성하지 못한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.354-354
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• 2011

금강유역에 대한 기후변화 영향을 기후모형 및 수자원영향평가모형을 통하여 정량적으로 분석하기 위하여 한반도 최적 GCM모형으로 기상청에서 제공하는 ECHO-G GCM모형과 역학적 다운스케일링 기법을 이용한 공간해상도 27km의 지역규모의 MM5 RCM모형을 이용하였다. A1B시나리오 기반으로 고해상도 기후변화 시나리오를 작성하여 분석기간을 2015년대(2001-2030), 2045년대(2031-2060), 2075년대(2061-2090)로 구분하여 미래 연평균강수량, 기온 등을 전망하였고, 과거 30년 자료의 100년빈도 강수량과 미래의 100년 빈도강수량의 변동성을 평가하였다. 기본적으로 GCM 및 RCM은 시공간적 스케일의 상이성으로 인해 수자원 영향 평가를 위한 자료로서 직접적인 이용은 현실적으로 곤란하다는 점에서 본 연구에서는 RCM 격자자료를 유역단위에서 강우관측소 지점 단위로 공간적 Downscaling을 실시하였으며 RCM 월자료에 대해서 일단위 자료로 시간적 Downscaling을 수행하여 기후모델로부터 발생하는 시공간적 스케일의 문제점을 극복하였다. 또한 유역단위의 상세수문시나리오를 생산하기 위해서 다지점 비정상성 Downscaling 기법을 활용하여 기존 일강수량 모의기법에서 간과 되었던 비정상성을 고려하여 미래 기후변화에 따른 강수사상의 변동성을 다양한 방법으로 검토하였다. 2001년~2006년 기간동안 SWAT모형을 이용하여 용담댐유역 용담댐 지점의 유입량과 SWAT의 최종방류부의 유량분석값을 비교한 결과 모의치와 실측치가 90.1% 일치하는 것으로 나타났고, 천천수위관측소 지점의 유량을 모형결과와 비교분석 한 결과에서도 91.3% 일치하는 것으로 나타났다. 한편, 대청댐 지점의 유입량과 SWAT의 최종방류부의 유량분석값을 비교한 결과 모의치와 실측치가 84.4% 일치하는 것으로 나타나 금강유역내 용담댐 및 대청댐을 대상으로 유출분석 검토 결과 적용성이 있음을 확인하였다. 기후변화 분석기간은 2011년부터 2090년까지 80년을 대상기간 으로 선정하였으며, 분석결과 2011~2020년 사이 유출량이 18%증가하는 것으로 전망되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.421-421
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• 2018

효율적인 수자원 관리를 위하여 전국유역조사, 수자원 장기종합계획 등 다양한 사업이 수행되고 있으며, 이를 위하여 유출해석은 필수적인 항목이라 할 수 있다. 유출해석을 위하여 수문모형 또는 관측소의 유량자료가 활용되고 있으나, 이는 기존에 관측된 유량자료를 바탕으로 구축된 수위-유량관계 곡선식(Rating-curve)을 활용하여 재생산된 자료라 할 수 있다. 즉, 수위자료는 매시간 관측소에서 측정이 되지만, 유량자료의 경우 측정이 어려울 뿐만 아니라 변동성 및 불확실성이 크기 때문에 시계열 수위를 곡신식을 통해 유량으로 변환하여 활용하고 있다. 이와 같이 수위-유량관계 곡선식의 정확성이 수문자료 생산에 핵심 요소임에도 불구하고 이에 대한 연구는 제한적이며, 특히 홍수터 등의 영향을 고려하여 분할된 곡선의 천이점 접합시 곡선식의 정확도 향상을 위한 연구도 드문 편이다. 따라서 본 연구에서는 구간 분할된 곡선의 최적 천이점 선정을 위하여 Particle Swarm Optimization(PSO)기법을 활용하였으며, 총 5개 구간까지 구간별 목적함수로 RMSE, RSR, 결정계수 적용시 특성변화에 대한 연구를 수행하였다. 구간에 대하여 절대적인 오차를 산정하는 RMSE를 활용하는 경우 저수위 부분에 대한 오차가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 상대적인 오차인 RSR, 결정계수를 활용하는 경우 전체 구간에 대한 오차를 보완할 수 있는 것으로 나타났다. PSO기법을 활용하여 도출된 곡선식에 대해서는 구간 및 전체구간에 대한 오차(RMSE, 결정계수, RSR, MAPE)를 활용하여 불확실성을 검토할 수 있도록 하였고, 잔차분석을 통한 이상치 및 회귀곡선에 대한 정규성 검토를 수행할 수 있는 툴을 개발하였다. 레이팅 커브를 작성하는데 있어 최적화 알고리즘을 활용하여 구간분할시 천이점 선정의 자동화로 천이점 선정에 소요되는 시간을 대폭 감축할 수 있을 뿐만 아니라, 구간별 오차를 종합적으로 고려하여 우수한 품질의 레이팅 커브를 도출할 수 있는 기반을 구축하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.156-156
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• 2015

최근 화석연료의 사용으로 인한 지구온난화 등 환경파괴가 점점 증가하는 추세이며 이로 인해 신재생에너지 중 하나인 수력발전이 주목받고 있다. 수력발전은 물의 위치에너지를 기계에너지로 이를 다시 전기에너지로 변환하는 친환경적인 방식으로 운영된다. 수력발전량은 우리나라 전체 발전량의 1.5% 정도로 적은 양의 발전량을 생산하지만 가동시간이 짧아 전력수요가 급변하는 상황에 대비 가능하기 때문에 수력발전은 필수적이다. 기후변화의 영향으로 연평균강수량은 증가하는 양상을 보이나 연 강수일수는 줄어드는 등 수자원의 불확실성이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 미래 불확실한 수자원 공급에 대비할 수 있는 수자원의 효율적 활용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 하천의 유량이 계절에 따라 변동 폭이 크다는 점을 고려하며 월별 발전량을 최대화하기 위해 선형계획법을 적용하는 모형을 구축하였다. 선형계획법은 목적함수와 제약조건식 모두 1차식으로 비선형항을 포함할 수 없으나 초기 해가 불필요하고 최적해가 보장된다는 장점을 가진다. 일부 목적함수나 제약조건식에 비선형항이 포함되어 있을 경우 Successive Linear Programming(SLP), Piecewise Linear Programming(PLP), Taylor Expansion 등의 방법을 이용하여 선형화할 수 있다. 본 연구에서 비선형 제약조건은 Taylor Expansion을 이용하여 선형화하였으며 한강수계 9개 댐의 월간 발전량을 최대화시키는 장기 운영 모형을 구축하였다. 개발 환경은 Linux-CentOS이며 사용프로그램은 통계 분석에 많이 활용되는 R programming이다. R programming은 패키지를 이용한 개발이 용이하고 Windows 뿐만 아니라 Linux, Mac, Unix 등의 운영체제에서도 호환 가능하다는 장점이 있다.