측정 자료와 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 풍력발전단지의 연간발전량 불확도 추정

허수영(Sooyoung Her),허종철(Jongchul Huh) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.10

연간발전량의 불확도는 풍력발전단지 개발 프로젝트의 타당성 평가 및 자금 유치를 위한 중요한 지표이다. 연간발전량의 불확도는 채용된 불확도 구성요소 및 기준에 대한 분석가의 경험과 노하우에 따라 달라질 수 있다. 본 연구에서는 불확도의 결과가 분석가마다 달라지는 문제를 해결하기 위해 현장에서 측정된 데이터와 몬테카를로 시뮬레이션을 사용하여 계산방법과 절차를 제시했다. 각각 두 개씩의 육상풍력발전단지와 해상풍력발전단지를 테스트 케이스로 선정하였다. 비선형 불확도 요소인 윈드쉬어 불확도가 증가할수록 GUM과 MCS로부터 추정된 연간발전량의 불확도에 대한 차이가 증가했고 측정-상관-예측 불확도는 AEP 불확도에 많은 영향을 주었다. Uncertainty estimations of the annual energy production (AEP) are an important indicator for project feasibility assessments and project financing attraction of wind farm development projects. The AEP uncertainty estimation results can vary depending on the experience and know-how of the analyst regarding uncertainty components and criteria used. In this study, we developed a calculation method and procedure using measured data and Monte Carlo simulations at the site to address the problem in which the uncertainty estimation results are dependent on the analyst. The AEP uncertainty was estimated for four test cases: two onshore and two offshore wind farms. As the wind shear uncertainty, which is a nonlinear uncertainty factor, increased, the difference in the uncertainty of the AEP estimated using GUM and MCS increased. Moreover, the measure-correlate-predict uncertainty results influenced the AEP uncertainty significantly.

GUM 표준안 기반 ADCP 지점 측정 방법 유량 측정 불확도 분석

김동수,김종민,변현혁,강준구 한국수자원학회 2017 한국수자원학회논문집 Vol.50 No.8

음향 도플러 유속계(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCPs)는 하천의 유량측정에 널리 사용되고 있으나, 유량 측정성과의 불확도를 평가하는 방 법에 대하여 진행된 연구는 부족한 현실이며, 이는 실제 하천에서 유속 및 유량 등의 수리량을 조절하는 것이 현실적으로 불가능하여 ADCP의 불확도 요인 별 실험 및 분석이 어렵기 때문이다. 유량 및 수리량의 측정 불확도를 평가하기 위하여 과학 및 공학 분야에서는 다양한 연구들이 진행되어 왔으며, 그 중 국 제적으로 공인받고 있는 방법 중 하나가 GUM (Guide to the Expression of Uncertainty Measurement)이다. 본 연구에서는 GUM 표준안을 기반으로 ADCP의 유량 측정 불확도를 평가하기 위한 연구를 수행하였다. ADCP의 유량 측정 불확도 요인별 분석을 수행하기 위하여 유량 공급의 조절이 가능한 실 규모 수로를 보유하고 있는 하천실험센터에서 실험을 진행하였으며, ADCP의 측정 정확도에 영향을 미치는 수심, 측정 지점에서 하안까지의 거리, ADCP 의 잠김 깊이, 유속 오차, 측정 시간, 반복 횟수, 하상 조건 등에 대한 측정 정확도 평가 실험을 수행하였다. ADCP로 유량을 측정하는 방법은 지점측정방식 을 기반으로 유속-면적법을 통해 산정하는 방법과 일반적으로 사용되는 이동측정방식이 있으며, 본 연구에서는 ADCP의 지점측정방식을 통해 유량을 산정 하는 Section-by-Section 방법으로 산정된 유량의 불확도를 평가하였다. 모든 측정 결과는 요인별 불확도 평가를 수행하기 위하여 유속은 ADV, 수심은 광 파기로 측정된 결과와 비교하였다. Acoustic Doppler Current Profilers (ADCPs) have been widely utilized for assessing streamflow discharge, yet few comprehensive studies were conducted to evaluate discharge uncertainty in consideration of individual uncertainty components. It could be mostly because it was not easy to determine which uncertainty framework can be appropriate to rigorously analyze streamflow discharge driven by ADCPs. In this regard, considerable efforts have been made by scientific and engineering societies to develop a standardized theoretical framework for uncertainty analysis in hydrometry. One of the well-established UA methodology based on sound statistical and engineering concepts is Guide to the Expression of Uncertainty Measurement (GUM) adopted widely by various scientific and research communities. This research fundamentally adapted the GUM framework to assess individual uncertainty components of ADCP discharge measurements, and subsequently provided results of a customized experiment in a controllable real-scale artificial river channel. We focused particularly upon sensitivities of uncertainty components in the GUM framework driven by ADCPs direct measurements such as depths, edge distance, submerged depth, velocity gap, sampling time, repeatability, bed roughness and so on. Section-by-Section method for ADCP discharge measurement was applied for uncertainty analysis for this study. All of measurements were carefully compared with data using other instrumentations such as ADV to evaluate individual uncertainty components.

난방열 절약이벤트 효과 분석의 불확도 평가

이성희,문승호 한국자료분석학회 2014 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.16 No.4

The importance of uncertainty analysis in the performance assessment of energy and greenhouse gas has recently increased. The methodology of uncertainty analysis proposed by EMS (energy management system) presents detailed information on measuring the performance of abatement in energy and greenhouse gas and analyzing some uncertainty factors which are caused from the assessment. This paper suggests results from the uncertainty analysis, which are based on the results of verification analysis for saving event effects on heating conducted by KDHC (Korea District Heating Corporation) in 2011. This paper also evaluates data processing for calculation of energy savings and modeling process for correcting exogeneous factors and presents the results of the uncertainty factors during the modeling process. In conclusion, uncertainty of heating savings from households participated in the event was calculated at ±18.57%. By combining this figure with ±2.61%, uncertainty of a model to considerate the correction of annual heating fluctuations, an overall uncertainty of energy savings was calculated at ±18.75%. 최근 에너지․온실가스에 대한 성과평가에서 불확도 분석이 차지하는 비중이 점차 증가하고 있다. 에너지경영시스템에서 제시하고 있는 불확도 분석 방법론은 에너지 및 온실가스 저감에 대한 성과를 측정하고 평가에서 발생하는 다양한 불확도 요인에 대해 분석하도록 상세하게 제시하고 있다. 본 논문은 한국지역난방공사에서 2011년도에 세대를 대상으로 실시하였던 난방열의 절약 이벤트 효과에 대한 성과분석 결과를 기준으로 불확도 분석을 실시한 결과를 제시한다. 에너지절감량 산정을 하기 위한 데이터처리, 외생요인에 대한 보정을 위한 모델링 과정을 평가하고 모델링 과정의 불확도 요인에 대하여 분석한 결과를 제시한다. 이 결과 이벤트에 참여한 세대의 난방열 절감량에 대한 불확도는 ±18.57%로 산출되었다. 여기에 연간 난방열의 변동에 대한 보정을 고려하기 위한 모형의 불확도 ±2.61%를 조합하여 최종 에너지절감량에 대한 전체 불확도는 ±18.75%로 산출되었다.

고체추진기관의 추력측정불확도 개선 방법 연구

이규준(Kyu Joon Lee),권영화(Youngwha Kwon),정치훈(Chihoon Jung),윤지수(Jisu Yoon),장홍빈(Hong Been Chang) 한국추진공학회 2020 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11

추력측정불확도가 클수록 시스템의 요구 성능을 만족시키기 위해서 추진기관의 총역적을 높여야 하므로 측정불확도 감소는 대단히 중요하다. 본 논문은 불확도 요인들의 중 운용단계에서 개선할 수 있는 요인을 파악한 후 개선 방안을 제시하고 이를 적용한 시험 결과를 통하여 개선방법의 효과를 입증하였다. 따라서 기존 사용 중인 추력측정시스템의 측정불확도를 크게 개선할 수 있게 하였다. The larger thrust measurement uncertainty becomes, the more total impulse of propulsion systems increases to achieve system requirement. So, reducing thrust measurement uncertainty is very important. In this paper, a method to reduce measurement uncertainty of the Thrust Measuring system(TMS) is proposed by examining uncertainty factors to be improved in the operation phase of the TMS. Then, the method was proved through results of application tests. As a result, the thrust measurement uncertainty of the existing TMS is greatly reduced.

고체 추진기관의 추력 측정 불확도 추정 방법 연구

이규준(Kyu Joon Lee),권영화(Younghwa Kwon),이영원(Young Won Lee) 한국추진공학회 2019 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.11

본 연구는 고체추진기관의 추력 측정 불확도 추정 방법에 관한 것이다. 힘 측정 불확도의 추정 지침은 ISO와 국내외 기구에서 수립되어 있으나 모든 내용이 실험실에서 운용하는 하중 교정 시험기나 하중 센서의 교정을 중심으로 기술되어 있거나 개념적으로 기술되어 있다. 그래서 추력 측정 불확도에 가장 크게 영향을 크게 미치는 불확도 요인인 추력시험대의 교정계수 불확도, 선형화 불확도에 대하여 직접 적용할 수 없다. 그래서 이들 요인에 대한 불확도 추정 방법을 로드셀의 불확도 추정 개념을 도입한 추력 측정 불확도 추정 방법을 제안하고 이를 실 추력 측정 시스템에 적용한 결과를 나타내었다. This study is for the thrust measurement uncertainty estimation in the solid rocket motors. The estimation guides of the force measurement uncertainty have been established by ISO, domestic and international organizations. All of them are focused on the force calibration machines and force transducers or are described conceptually. So It is not able to apply these guides to estimate uncertainty of thrust measurement due to calibration coefficients, linear approximation of test stand behaviors, which are the critical error sources. In this paper it is proposed for the method of the thrust measurement uncertainty, and is shown the applied results of this method to the real thrust measurement system.

천연가스의 임계유동함수 불확도 평가

하영철(Young-Cheol Ha) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.7

본 연구에서는 천연가스 유량 측정에 사용되는 임계유동함수(CFF)를 AGA8-dc 상태방정식으로 계산할 때 CFF 계산값의 불확도를 평가하였다. CFF 계산에 사용되는 엔탈피, 엔트로피, 음속 식은 불확도 분석이 가능하도록 무차원 헬름홀츠 자유에너지(Helmholtz free energy, HFE)와 이의 편도함수로 표현하였고, HFE의 불확도를 추정하였다. 압축인자의 불확도에 의해 유발되는 종속 변수의 불확도를 반영하기 위해 AGA8-dc 압축인자 식을 해당 불확도만큼 편차가 생기는 형태로 변형하였고, 각 불확도 요인별로 불확도 기여도 평가 모델을 만들었으며, 이를 CFF 계산 프로그램에 적용하였다. 그 결과 CFF의 불확도는 압력 10, 50, 100 bar 에서 각각 0.025, 0.055, 0.112 % 정도로 평가 되었고 압력에 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 또한 본 결과를 기존 CFF 국제비교시험결과(1999년)에 적용한 결과 각 기관별 CFF 값의 차이를 적절히 설명하는 것도 알 수 있었다. In this study, the uncertainties in the critical flow functions (CFFs) calculated by the AGA8-dc equation of state were estimated. To this end, the formulas for enthalpy, entropy, and speed of sound, which are used in calculating the CFF, were expressed in the form of dimensionless Helmholtz free energy and its derivatives, and the uncertainty in Helmholtz free energy was inferred. To consider the variations in the compressibility-dependent variables induced by the variation (i.e., uncertainty) in compressibility, the form of the AGA8-dc equation was modified to have a deviation equal to the uncertainty under each flow condition. For each independent uncertainty component of the CFF, a model for uncertainty contribution was developed. All these changes were applied to GASSOLVER, which is KOGAS"s thermodynamic database. As a result, the uncertainties in the CFF were estimated to be 0.025, 0.055, and 0.112 % at 10, 50, and 100 bar, respectively, and are seen to increase with the increase in pressure. Furthermore, these results could explain the deviations in the CFFs across the different labs in which the CFF international comparison test was conducted under the ISO management in 1999.

핵물질 연대추정을 위한 전산모사 불확도 계산 알고리즘

박재찬,전태훈,정진영,송정호 한국방사선학회 2023 한국방사선학회 논문지 Vol.17 No.7

핵감식은 국제사회에서 핵물질 통제 및 핵비확산 검증에 필수적인 부분으로 인식되고 있다. 핵감식을 위한 연대추정은 붕괴계열 특성 및 베이트만 방정식을 기반으로 핵물질의 정제 및 생산시기를 추정한다. 연대추정을 위한 요소 중 붕괴상수와 핵종 수는 분석이나 반복 실험을 통해 도출된 통계로 불확도를 가지기 때문에 연대추정의 결과도 불확도를 가진다. 본 연구는 기존의 베이트만 방정식 기반의 연대추정 불확도 계산의 한계를 극복하기 위해 전산모사를 통한 불확도 계산 알고리즘을 연구하였다. 불확도 계산 결과 기존 불확도 계산 방법과 동등한 수준의 결과가 나타났으며, 기존의 한계를 극복하여 2세대 이상의 불확도 계산이 가능하였고 불확도 계산 중 붕괴상수의 과소평가도 개선되었다. Nuclear forensics is an essential part of nuclear material control and nuclear non-proliferation verification. Radiochronometry for nuclear forensics is used to estimate the timing of refinement and production of nuclear materials based on decay chain characteristics and the Bateman equation. The results of radiochronometry have uncertainties because the decay constant and number of nuclides are statistics derived from analyses or repeated experiments and involve uncertainties. The aim of this study was to develop an uncertainty calculation algorithm by performing computational simulation to overcome the limitations of the existing uncertainty calculation method for radiochronometry based on the Bateman equation. The results of the proposed uncertainty calculation algorithm were comparable to those of the existing method. The algorithm allowed for more than two generations of uncertainty calculations and mitigated the underestimation of the decay constant during the uncertainty calculation.

시험장비의 특성을 고려한 진동시험결과에 대한 측정불확도 추정

문석준(Seok-Jun Moon),정정훈(Jung-Hoon Chung) 한국소음진동공학회 2016 한국소음진동공학회 논문집 Vol.26 No.7

All measurements are subject to uncertainty and a measurement result is complete only when it is accompanied by a statement of the associated uncertainty. By international agreement, this uncertainty has a probabilistic basis and reflects incomplete knowledge of the quantity value. The “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement”, commonly known as the GUM, is the definitive document on this subject. The requirements for estimation of measurement uncertainty apply to all results provided by calibration laboratories and results produced by testing laboratories under the optional circumstances. In this paper, a procedure for estimation of measurement uncertainty from vibration testing is proposed on KS F 2868:2003 as an example. Both Type A and Type B evaluation of uncertainty are considered to calculate the combined standard uncertainty and expanded uncertainty.

방탄시험에서의 측정불확도 산출에 관한 연구

구승환,윤효진,박경미 한국기계기술학회 2020 한국기계기술학회지 Vol.22 No.2

In this study, the uncertainty in the ballistic test was calculated. Characteristic factor plots were used to identify the sources of uncertainty. The results are as follows. First, the uncertainty about the projectile was calculated to be 0.008m/s. Second, the uncertainty for depth measurement was calculated to be 0.03mm. The biggest factor influencing the uncertainty was the human error by the measurer. Therefore, in order to reduce the uncertainty, it is necessary to minimize human intervention by introducing automatic measuring equipment.

가스 터빈 엔진 추력 측정의 불확도 평가 방법 개선

양인영,이보화,이경재,김춘택,정욱철,박연규 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11

이 연구에서는 현재 운용 중인 엔진고공환경시험설비에서 가스 터빈 엔진의 추력을 측정하는 데 있어서 기존에 수립된 측정 절차와 측정 불확도 평가 절차를 재검토하였다. 또한 기존의 절차에는 포함되지 않은 추가적인 측정 불확도 요인을 도출하였다. 추가로 도출된 측정 불확도 요인 중 일부는 정량화를 완료하였으며 일부는 현재 정량화 계획 중에 있다. 정량화된 측정 불확도 요인은 기존의 측정 절차와 불확도 평가 절차에 반영하였고, 나머지는 향후 반영 예정에 있다. 이를 통해 추력 측정의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다. An altitude engine test facility is currently being operated to measure the thrust of gas turbine engines. In this study, the procedure of this thrust measurement and its uncertainty assessment, which is already established in previous studies, is reviewed. Also, additional factors of measurement uncertainty, not included in the existing procedure are itemized. Some of these factors are quantified and included in the existing measurement procedure and uncertainty assessment procedure, some are planned to be. It is expected that the reliability of thrust measurement will be more improved through this study.