Transcript DERCETO

Award Winning Water Operations Optimisation Software
목차
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회사 소개 : Beca &
– 개관
– 기술 자료
설치 사례 연구
설치 방법론
질의 응답
Derceto® is a trademark of Derceto Limited, Reg. USPTO, Reg. IPONZ, Reg. OHIM. Aquadapt™ is the property of Derceto Limited.
회사 소개
spin-off from
베카 그룹은:
• 뉴질랜드 기반의 국제적 컨설턴트
• 2,000명 이상의 직원
• 14개국에 지사/사무소를 운영 중
• 토목, 기계, 전기 등 다양한 엔지니어링, 프로젝트
매니지먼트 및 기초 계획 수립 컨설팅 제공
• 종업원 지주제의 비상장 회사
• 세계 100대 컨설팅 회사 중의 하나
• 연간 USD 10억불 대의 공사 수행
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급수분배시스템의 전력 소비 현황 (예)
Office, HVAC,
Lighting, 6%
Backwash, 5%
High Zone Pumps,
21%
Raw Water Pumps,
31%
Main Zone Pumps,
37%
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펌프 수명 주기 비용 분석
Electricity, 95%
Maintenance, 4%
Purchase Price, 1%
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귀사는
가 필요합니다
Water
Operation
Automation
Wastewater
Simulation
Optimisation
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전사적
무선
인터넷
현장 이동성
운용시스템
플랜트 전역
자료 보관
시스템
프로세스
모니터링이
가능한 웹 서버
서버 및 복합
운용시스템에
대한 원격
접근시스템
(읽기전용)
(웹브라우저)
현장 자동화
방화벽
비즈니스 네트워크
플랜트 자원 관리
원격 운전
다변수 제어 및 최적화
비디오를 이용한 프로세스
모니터링
플랜트
시뮬레이션
비디오 이더넷
진보된 제어 네트워크
보조 전역 데이터 베이스
운전 스테이션
및 기록 장치
관리 제어 네트워크
로컬 제어 네트워크
순차 로직, 모델 등에
바탕을 둔 제어
루프 및 로직 제어
부가 장치 및 원격 I/O
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소개
명칭의 유래는?
•
는 무엇인가?
•
의 효용성은?
• 설치 사례 소개
• 기술 자료
•
는
바빌론의 물의
여신입니다
Derceto® is a trademark of Derceto Limited, Reg. USPTO, Reg. IPONZ, Reg. OHIM. Aquadapt™ is the property of Derceto Limited.
AQUADAPT 소프트웨어의 기능
• 소비자에게 급수공급이 최우선 사항
• 최저 비용 운전이 가능하도록 향후 48시간의 펌프 및
밸브 운전 스케줄 수립
• 실시간으로 운전되며 불과 몇 분내로 최적 운전안 도출
• 기존 SCADA 시스템과 연계 가능
• 에너지 비용 최소화
• 펌프 에너지 효율 최대화
• 수질 개선
• 실시간 변화 조건을 반영하여 매 30분 마다 새로운
최적 해법을 다시 계산
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AQUADAPT 소프트웨어의 효용성
100%
Scenic East Energy Usage Comparison
Peak
Part Peak
Off Peak
설치 시기
90%
80%
Usage
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Month
AQUADAPT는 심야 전력 요금의 이점(利點)을 최대 활용한다
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최적화의 효용성
AQUADAPT 는 12~25%의 절감 효과를 가져왔다
추가적인 효용성:
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운전 방식의 재연성 및 예측 가능성 증가
저장수 순환율 증가 → 급수 신선도/수질향상에 기여
플랜트 유출량 변화를 완화
펌프 효율의 개선 및 펌프 운전 압력의 최적화
온실 가스 저감 효과
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AQUADAPT의 효용성
Scenic East Energy - Actual v Energy Reporter
30%
Savings
Efficiency Gain
25%
Percentage
20%
15%
10%
5%
0%
Aug Sep04
Sep Oct04
Oct Nov04
Nov Dec04
Dec04 Jan05
Jan Feb05
Feb Mar05
Mar Apr05
Apr May05
May Jun05
Jun Jul05
Jul Aug05
Month
부하의 심야시간 이동 = 운전비 절감
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AQUADAPT의 효용성
Efficiency Comparison
Total Energy Usage v Volume of Water Moved
300000
2002 - 2003
Aquadapt 설치 이전
Total Energy Usage (kWh)
2003 - 2004
250000
2004 - 2005
2005 - 2006
200000
150000
Aquadapt 설치 이후
100000
50000
0
0
50
100
150
200
250
300
Volume of Water Moved (MG)
동일 급수량으로도 8% 에너지 절감 효과 획득 (EBMUD)
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AQUADAPT의 효용성
Cost Comparison - Cost v Volume of Water Moved
$30,000
2002-2003
Cost to Move Volume ($)
Aquadapt 설치 이전
2003-2004
$25,000
2004-2005
$20,000
$15,000
$10,000
Aquadapt 설치 이후
$5,000
$0
0
50
100
150
200
250
300
Volume of Water Moved (MG)
에너지 절감 효과에 비하여 운전비 절감 금액은 더욱 크다
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설치 실적 – 뉴질랜드
웰링턴 :
• 용량 : 150 Million Liter / Day (40 Million Gallon / Day)
• 11개 압력구역에 공급하는 2개의 집수정과 여과 플랜트
• 2000년 6월 설치
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설치 실적 – 뉴질랜드
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설치 실적 – 뉴질랜드
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설치 실적 – 미국
East Bay Municipal Utility District
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1.3백만 주민에 대한 서비스 제공
AQUADAPT는 시스템의 1/3 제어
가압장 20곳, 펌프 66대, 저수장 28개
수처리 플랜트 1개소, 보조 급수 시스템과 각 지구간의
전송 장치
연간 에너지 비용 : 미화 2.6 Million
AQUADAPT 는 2004년 6월 설치됨
설치 1년차 – 12% 운전 비용 절감 (미화 370,000)
설치 2년차 – 13% 운전 비용 절감
설치 3년차 – 13.6% 운전 비용 절감
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미국 내 고객
인구
저장탱크
압력 지구
펌프
스테이션
펌프
자동 밸브
East Bay MUD, CA
660k
28
26
20
66
4
160 to 480
Washington Suburban, MD
1.6m
57
15
18
81
25
640 to 900
WaterOne, Kansas
570k
25
3
26
84
11
190 to 400
Eastern Municipal, CA
375k
26
13
26
62
2
88 to 170
Eastern Municipal after Stage 2
375k
68
44
58
143
9
88 to 170
회사 명
Utility
일일 수요
(MLD)
Phase 1
Phase 2
Actual
Notes
WaterOne Kansas
$385k
$660k
$820k
Client says even more savings were achieved
EMWD, CA
$104k
$160k
$160k
30% more savings when WTP changes completed
EBMUD, CA
$350K
-
$365k
Year on year improvements since 2005
$80k/month
Accelerating savings now $120k/month
WSSC, Maryland
$50k/month $60k/month
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표준화된 모듈
모듈 :
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수요 예측
저장 탱크
펌프 스테이션
수처리 플랜트
전력 요금 및 배관망 요금
SCADA 통신
다수의 정속 펌프
운전을 위한 3차원
최고 효율 곡면
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수요 예측
East Frankston Average Demands - Weekday
90
Day1
Day 2
80
Day 3
Demand (L/s)
70
Day 4
Day 5
60
Day 6
50
Day 7
Day 8
40
Day 9
30
Day 10
Day 11
20
Day 12
10
0
0
4
8
12
16
20
24
Hour
–
일일 수요량이 시간에 따라 급격히 변화함
를 이용 실시간 예측 수행으로 높은 정확도를 유지
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수요 예측
• 수요 예측 시스템이 있는 경우 기존 시스템 활용
그 외의 경우 :
• 시스템 내의 주요 수요 포인트에 대하여 계절별 “표준” 수요
프로파일을 활용
• Derceto는 기존 원격 검침 시스템으로 저수조의 수위와 공급
수량을 측정하여 실제 수요를 계산한다
• 실제 수요에 대응하여 표준 수요 프로파일의 규모와 형태를
조정한다
• Derceto는 “데이터 클리너(Data Cleaner)” 사용하여 데이터 및
장비 에러를 자동적으로 보상한다
수요
=
공급
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데이터 클리너 (Data Cleaner)
Data Cleaning - Flat Line
2140
Actual
2120
Volume
2100
2080
2060
2040
2020
0:00
23:30
23:00
22:30
22:00
21:30
21:00
20:30
20:00
19:30
19:00
18:30
18:00
17:30
17:00
16:30
16:00
15:30
15:00
14:30
14:00
13:30
13:00
12:30
12:00
2000
Time
상기 그래프에서 데이터 클리너는 약 6 시간 동안의 통신 두절로 인한
자료 손실을 보정하고 문제가 해결되면 데이터를 다시 동기화한다
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구역별 압력
AQUADAPT 는 :
• 정수위 밸브 제어
• (개방/밀폐 배관) 충수 유량 제어
• 가압펌프
• 수위조절식 저장 탱크 (유입량 제어 불필요)
AQUADAPT는 최적 압력 설정으로
말단의 수위조절식 저장 탱크
충수에 매우 적합하다
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의 반복 계산 내역
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•
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저장 탱크 유입 유량
펌프 소비 에너지
펌프 효율 (%)
구역별 압력
급수 체적당 가격
AQUADAPT 는 수력학적 모델을 사용하므로 정확한
제어 예측이 가능하다. 이는 한 곳의 설정 변경이 다른
곳의 유량과 압력을 뒤틀어 놓는 “꼬리에 꼬리를 무는”
문제를 방지함으로써 가능하다.
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수처리 플랜트
AQUADAPT 의 제어 범위
•
•
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•
•
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•
병렬 연결된 다수의 플랜트
지표수 플랜트 및 원수 취수 설비
집수정 플랜트
수로 플랜트
최소 / 최대 생산 유량
유량 증감 제한
약품 비용 및 전력 요금
대수층(帶水層) 재충수 시간
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AQUADAPT는 최고의 펌프 조합을 선택한다
80 100 120 140 160 180 200
100
60
30
40
20
20
10
90
80
60
50
40
Efficiency (%)
70
0
0
Head (ft)
Combining Pumps
0
2
4
6
8
Flowrate (MGD)
Telemetry Points
Paper Curve (2 pumps)
Scaled Curve (2 pumps)
Scaled Efficiency Curve (2 pumps)
10
12
14
Paper Curve (1 pump)
Scaled Curve (1 pump)
Scaled Efficiency Curve (1 pump)
Series8
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펌프 : 변속 구동의 경우
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펌프
다수의 변속 구동 펌프가 병렬로 운전될 때는
더 많은 계산이 필요하다
다수의 병렬 펌프
운전시 효율 개선을
위한 특별 규칙이
필요하다
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기타 제한 요소
는 필요 저장량을 최소로 운영하지만, 계절별
또는 화재 위험 등의 이유로 필요시 저장량 변경이 가능하다.
•
는 펌프 스테이션은 최소화, 유량은 최대로
운영하도록 한다.
•
는 제어포인트의 수와 무관하게 별도의 장비
없이도 시스템 운전 압력을 유지 또는 제한하도록 프로그램
가능하다.
•
는 송수 네트워크 내 개별 배관의 유량 제한을
맞추도록 준수하도록 프로그램이 가능하다
•
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전력 요금
• 각 송수 지역별 전력 요금 및 요금 체계를 다르게
설정할 수 있다
• 전력량 (kWh) 과 전력 (kW) 가격에 대하여 30분
간격의 요금 체계를 입력할 수 있다
• AQUADAPT 는 어떠한 발전 회사나 송전 회사의
조합도 계산에 반영할 수 있다
• 복잡한 전력 재판매나 대기 발전 방식 등도 함께
고려될 수 있다
• AQUADAPT 는 복합 모드의 펌프 스테이션도 운영
가능하다
(예 : 가스엔진 구동 펌프와 모터 구동 펌프의 조합)
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전력 요금
PJM Electricity Prices
$0.80
$0.70
$0.60
Price
$0.50
$0.40
Day
Ahead
$0.30
Real
Time
$0.20
$0.10
$0.00
0:00
2:00
4:00
6:00
8:00
10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00
0:00
Friday October 13, 2006
 실시간 업데이트로 실시간 요금제 적용 가능
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Washington Suburban, Maryland
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1.6 백만 주민에 대한 서비스 제공
저수 탱크 : 57개
압력 구역 : 15개소
펌프 스테이션 : 18곳
펌프 : 112대 (최대 81 동시 운전)
원격 제어 유량 밸브 : 25개
운영환경 : 실시간 전력 요금 시장 제도
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AQUADAPT 에너지 소비를 예측
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비용절감 방안 수립 가능
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실시간 전력 요금 시장의 기회
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Water Utility
SCADA System
Operator
Interface
203
Scada
Interface
210
Derceto Web*
206
Data Cleaner
201
Operator Panel
221
Demand
Forecaster
213
Energy
Pricing*
Intranet
Internet*
202
Task Manager
208
Derceto
Solver
204
On-Line Derceto
Database
EPAnet
220
Guardian
Matrix Solver
205
Data Archiver
Electricity
Supplier
207
Customization
Replication
209
Operations
Simulator*
211
Data
Editor
204
Off-Line Derceto
Database
* Optional
215
Energy
Reporter*
212
Energy
Forecaster*
214
Baseline
Calculator*
218
Application
Manager
Engineer / Service
Interface
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각 운용 프로그램간의 상호 작용
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AQAUADAPT운전상황판이 최적 관리 해법 제공
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결론
• AQUADAPT 는 비용, 제한 조건, 효율, 최소 저수 순환율
및 기타 수동 설정치 등의 모든 사항을 계산에 반영한다
• AQUADAPT 는 수요만족이 최우선이므로 물량을 먼저
산출한다
• AQUADAPT 는 운전 비용 최소화를 위하여 어떤 수원
(水原)을 사용할 지 계산한다
• AQUADAPT 는 에너지 비용을 최소화하고 효율을
최대화하는 펌프 운전 스케줄을 산출한다
• AQUADAPT 는 병렬 펌프 시스템에서 가장 효율적인
조합을 활용한다
Derceto® is a trademark of Derceto Limited, Reg. USPTO, Reg. IPONZ, Reg. OHIM. Aquadapt™ is the property of Derceto Limited.
실행 계획
2 단계의 조사가 수행된다
• 1 단계 – 개략 조사 : 비용/효용 분석을 통하여
AQUADAPT이 검토 시스템에 적합한지 분석 (~8 주)
• 2 단계 – 상세 조사 : 설치 비용 및 절감 가능액 등에 대한
결과 제출 (~12 주)
다음 단계로…
• 3 단계 – 실행 (6 – 9 개월)
투자 회수 기간은 일반적으로 2년 이내이며 종종 1년
이하도 가능함!
Derceto® is a trademark of Derceto Limited, Reg. USPTO, Reg. IPONZ, Reg. OHIM. Aquadapt™ is the property of Derceto Limited.
요약
• AQUADAPT 는 투자 회수 기간이 짧다
• AQUADAPT 는 온라인 실시간 최적화 솔루션으로
불완전한 실제 적용 현장의 요구 사항을 충족시킨다
• AQUADAPT 는 세계 100대 엔지니어링 컨설팅 회사에
의해 개발되었다
• AQUADAPT 는 바로 적용 가능하다. 이는 빠른 실행으로
보다 빠른 투자회수기간을 약속한다
Derceto® is a trademark of Derceto Limited, Reg. USPTO, Reg. IPONZ, Reg. OHIM. Aquadapt™ is the property of Derceto Limited.