Recently, there has been a great deal of energy planning models which combine the econometric submodels and the process analysis supply oriented submodels. These models were solved successfully by decomposition methods. Of these methods, the PIES (Project Independence Evaluation System) algorithm has received academic attention as well as real-world application. This along with increasing interests in modular modeling approach provided a motivation for this thesis.
In this study, a model linking algorithm which is based on the concepts employed in the PIES algorithm is developed for a dynamic energy/economic interaction model.
The convergence of the algorithm is tested empirically and the results show that the algorithm converges to the desired accuracy. But, more research efforts are needed on the validation of the convergence properties.
The test model employed in this work can be applied for various sensitivity analyses of the energy policies such as the expansion of electric energy production capacity against various oil price scenarios, resource availabilities such as coal, gas, uranium, etc., Given the projection of GNP growth, the optimal energy production plan can be established, too.
In addition, the algorithm in this study can be applied to generalized network problem provided that the relevant decomposition rules and proper visitation rules are developed.
최근 10여년 이래에, 에너지 수요를 결정하는 계량경제적 모델과 에너지 공급을 분석하는 process analysis 모델을 합쳐 놓은 종합적 에너지 계획 모델들이 개발되어 왔다. 이 모델들은 규모가 크고, 두개의 큰 요소모델로 나눌 수 있는 특성을 가진 까닭 에, 많은 경우에 있어서, decomposition method 에 의해서 성공적으로 풀어질 수 있었다. 이들중 PIES 모델은 그 알고리듬 자체가 기타 모델들과는 달리 독특한 면이 있으며, 실제 작용면에서 뿐 아니라 학문적으로도 큰 관심을 끌어왔다. 이러한 관심과 modular modeling approach 의 장점들을 이용하고자 하는 것이 이 논문의 의의이다.
본 연구에서는, 동적 에너지-경제 상호 작용 모델에 대해 PIES 알고리듬이 제시한 아이디어를 이용하여 새로운 모델 연결 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬은 하나의 커다란 비선형 계획 문제를 선형 계획 모델과 아주 작은 규모의 비선형 계획 모델로 나누어서 반복적 방법으로 해를 구하는 것이며, 실제로 테스트 모델을 구하여 해를 구해본 결과, 알고리듬이 수렴함을 확인 할 수 있었다. 본 논문에서는 실증적인 수렴 성질을 보여 주었으나 엄밀한 수렴조건을 제시하기 위해 서는 보다 많은 연구가 필요하며, 이에 대한 연구가 계속되기를 기대 한다.
본 연구에서의 결과는 여러가지 면에서 응용할 수 있다.
첫째로 본 연구의 테스트 모델은 실제로 에너지와 국민경제의 상호작용을 분석할 수 있는 것으로, 이는 에너지 정책들의 민감도 분석을 하는데 크게 도움을 줄 수 있다. 그 예로는 오늘날과 같은 자원난 시대에서, 에너지 자원의 고갈과 가격 앙등 (특히 석유 자원에 대해서) 에 대한 에너지 수급 계획과 대체 에너지 개발등의 여러가지 정책들을 연구할 수 있다. 둘째로, 본 논문의 모델 연결 알고리듬은 두개의 요소모델의 상호작용에 대한 연구로서, 세개 이상의 요소모델이 있는 경우 즉, 일반적인 network 형태의 모델을 풀 수 있는 알고리듬을 개발하는 전초적인 작업으로서 응용할 수 있으리라 기대된다.
