استخراج قوانین بهره برداری بهینه سامانه مخازن برق آبی با استفاده از یک روش بهینه سازی ترکیبی (مطالعه مورد: حوضه کارون- دز)

بهره برداری بهینه از مخزن سدها، به عنوان یکی از مهمترین سیستم های منابع آب از پیچیدگی بالایی برخوردار است. این پیچیدگی به واسطه ماهیت احتمالاتی جریان رودخانه ها، اهداف متضاد و ابعاد بالای مسایل بهره برداری از مخازن می باشد. افزایش تعداد سدها، قرارگیری آنها نسبت به هم و داشتن اهداف مختلف به طور قابل توجهی ابعاد این مسایل را افزایش می دهند، که می تواند ساختار این مسایل را پیچیده و غیر خطی کند. در این تحقیق با توجه به ساختار منحصربه فرد الگوریتم های تکاملی (EAs) برای ارزیابی توابع هدف و احتمال قرار گیری کم در جواب های بهینه موضعی، ترکیبی از الگوریتم های تکامل تفاضلی (DE) و ازدحام ذرات (PSO) با چند استراتژی (DEPSO) برای بهینه سازی بهره برداری از سامانه سه مخزنه کارون1، گدار و دز با هدف تولید انرژی برق آبی استفاده می شود.

در این تحقیق، با اصلاح پارامترها و عوامل تاثیرگذار دو الگوریتم های DE و PSO، یک الگوریتم ترکیبی جدید ارایه می شود. الگوریتم ترکیبی (DEPSO) توانایی جستجوی محلی و مطلق الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) را برای بدست آوردن قوانین بهره برداری بهینه ارتقا می دهد. در ابتدا، کارایی و دقت الگوریتم پیشنهادی بوسیله توابع ریاضی اکلی و گریوانک ارزیابی می شود. سپس نتایج DEPSO با الگوریتم های تکامل تفاضلی (DE)، ازدحام ذرات (PSO) و کلونی زنبور عسل (ABC) مقایسه می گردد. در انتها، الگوریتم پیشنهادی برای حل بهینه یک سیستم سه مخزنه در ایران برای تولید انرژی برق آبی اعمال می شود. لازم به ذکر است که نتایج در 10 اجرای مختلف برای همه مسایل ارایه شد برای ارزیابی اعتماد پذیری و دقت الگوریتم های شرکت کننده.

نتایج بدست آمده بوسیله الگوریتم ترکیبی پیشنهادی (DEPSO) نشان داد که متوسط مقدار تابع هدف برای 10 اجرا و در طول 15 سال دوره بهره برداری به ترتیب 33/14، 00/10، و 50/38 درصد بهتر از الگوریتم های DE، ABC ، و PSO بود. و همچنین با افزایش تعداد ماه های دوره بهره برداری از 180 به 240 ماه، متوسط مقدار تابع هدف محاسبه شده بوسیله DEPSO برای 10 اجرا به ترتیب 00/14، 00/22، و 00/35 درصد بهتر از الگوریتم های DE، ABC ، و PSO بدست آمد.

با توجه به نتایج محاسبه شده بوسیله DEPSO، به طور واضح می توان دید که بهبود قابل توجهی در مقدار تابع هدف در مقایسه با الگوریتم های DE و PSO داشته، و مخصوصا با افزایش تعداد متغیرها از 180 به 240 عملکرد روش مورد نظر مناسب تر از دیگر الگوریتم ها می باشد. این موضوع بیانگر عملکرد برتر روش مورد نظر نسبت به دو روش دیگر برای بهینه سازی انرژی برق آبی تولید شده از سیستم های چند مخزنه است.