عنوان پایان‌نامه
کاربرد روش برنامه ریزی پویای دوگان غیر قطعی (SDDP) در بهره برداری بهینه از مخازن برق آبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران -مهندسی آب - منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2254;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76040
- تاریخ دفاع
- ۲۳ خرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- فرناز صادقی
- استاد راهنما
- بنفشه زهرایی
- چکیده
- رشد روز افزون جمعیت موجب شده است تا استفاده بهینه از منابع آب موجود در کشور مورد توجه قرار گیرد. اما از سویی توزیع ناهمگون منابع در کشور و لزوم توجه همزمان به کل حوضه و از سوی دیگر وجود عدم قطعیت های فراوان در بهره برداری از سیستم های منابع آب سبب بروز پیچیدگی های متعددی در حل مسأله بهره برداری بهینه از این سیستمها میشود. از این منظر بهرهبرداری بهینه از سیستمهای چندمخزنه چند منظوره یکی از پیچیدهترین مسائل در زمینه منابع آب است. همچنین براساس اصول مدیریت جامع منابع آب، بهرهبرداری از سیستمهای منابع آب و از جمله سیستمهای چندمخزنه باید با در نظر گرفتن ارزش آب به عنوان یک کالای اقتصادی باشد. لذا تدوین و توسعه یک روش غیرقطعی به منظور حل مسأله بهره برداری بهینه از سیستم مخازن در میان مدت و همچنین بلندمدت، با هدف حداکثرسازی سود اقتصادی در سیستم اهمیت می یابد. مرور ادبیات فنی در زمینه بهره برداری بهینه از سیستم مخازن نشان می دهد روش برنامه ریزی پویای دوگان غیر قطعی (SDDP) یکی از روش هایی است که تاکنون به صورت موفقیت آمیزی در زمینه‌ی بهینه-سازی بهره برداری از سیستم های چند مخزنه چند منظوره، در شرایط عدم قطعیت جریان ورودی به مخازن مورد استفاده قرار گرفته است. در این پایان نامه تلاش شده است با توسعه یک روش غیرقطعی بر مبنای روش SDDP، با رویکردی متفاوت در مدلسازی عدم قطعیت نسبت به SDDP معمولی که MSDDP نام دارد، برخی از مهم ترین چالش ها و ساده سازی ها در بهره برداری میان مدت از سیستم های چند منظوره چند-مخزنه که در آن تولید برق آبی و تولید محصولات کشاورزی به عنوان مهم ترین فعالیت های اقتصادی به شمار می روند، برطرف شود. به علاوه مرور ادبیات فنی نشان میدهد که علیرغم اینکه برخی محققین از روش SDDPدر زمینه بهینه سازی بهره برداری میان مدت از سیستمهای چندمخزنه استفاده کردهاند، با این حال قابلیت این روش در زمینه تدوین سیاست های پایدار بلندمدت در مخازن سدها بررسی نشده است. لذا در این پایان نامه مدلی برای کاربرد روشهای SDDP و MSDDP به منظور تدوین سیاستهای بهرهبرداری بلندمدت از سیستمهای چندمخزنه نیز ارائه شده است. جهت ارزیابی کارایی روش پیشنهادی، نتایج حاصل از کاربرد این روش در بهینه‌سازی میان‌مدت و بلندمدت سیستم پنج مخزنه‌ی برق‌آبی حوضه‌ی کارون، با هدف حداکثر سازی سود حاصل از تولید برق-آبی و تخصیص آب کشاورزی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بهینه سازی میان مدت سیستم در افق زمانی دو سال و با گام زمانی هفتگی در دو روش MSDDP و SDDP ارائه شده و با هم مقایسه شدهاند. در بخش پایانی این پایان نامه نتایج بهینه سازی بلند مدت MSDDP و تعیین سیاست های پایدار بلندمدت در این مدل و همچنین مقایسه آن با روش های SDDP و LP ارائه شده است. با توجه به نتایج حاصل از بهینه سازی میان مدت، MSDDP عملکرد بهتری نسبت به SDDP داشته است. همچنین نتایج حاصل از مدل بلندمدت گویای آن است که MSDDP در تدوین سیاست های پایدار بلندمدت به خوبی عمل کرده و در مقایسه با SDDP عملکرد بهتری داشته است.
- Abstract
- As population expands worldwide, high attention is being paid to the limited available water resources. Non-homogenous distribution of water resources across the country and various uncertainties have made the optimal operation of water resources systems a very complicated problem. Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP) is one of the few methods that has been successfully applied for optimal operation of hydropower multi-reservoir systems. In most of the previous studies, inflow uncertainties have been modelled by using Autoregressive (AR) or Periodic Autoregressive (PAR) time series models. In this thesis, a version of SDDP, called MSDDP, is developed in which the inflow is modelled as a markov chain process. In this study, MSDDP has been used for finding economically optimal midterm operation policies for a multi-reservoir hydropower system in which hydropower and agricultural productions have been the main economic activities. On the other hand, literature review reveals that SDDP has not been utilized for optimizing the long-term operation of multi-reservoir systems. In this thesis, based on SDDP and MSDDP, a method has been developed to derive optimal long-term steady-state operation policies for multi-reservoir hydropower systems. Karun multi-reservoir system in Iran has been used as the case study of this research in order to show the applicability of the proposed models and for comparing the performance of MSDDP with SDDP. The results of the midterm and long term models obtained from MSDDP have been compared with SDDP and some concluding remarks have been provided. The results have revealed that MSDDP has outperformed SDDP in both midterm and long term cases. The results of the long term model has also been compared with a deterministic linear programming (LP) model.
