عنوان پایان‌نامه
توسعه الگوریتم کرم شب‌تاب چندهدفه در بهینه‌سازی بهره‌برداری ازسامانه مخازن
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مهندسی منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6345;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68038
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- آیرین گروسی نژاد
- استاد راهنما
- عبدالحسین هورفر, امید بزرگ حداد
- چکیده
- افزایش روزافزون ابعاد و پیچیدگی¬های موجود در مسئله بهره¬برداری بهینه چندهدفه از سامانه مخازن، به خصوص سامانه¬های با منظور تولید انرژی برق¬آبی با توجه به رشد روز افزون نیاز به انرژی و کاهش منابع سوخت¬های فسیلی، سبب کاهش استفاده از روش¬های معمول و کلاسیک گشته است و منجر به استفاده از روش¬های نوین جست¬وجو و الگوریتم¬های تکاملی و فراکاوشی جدید در بهینه¬سازی شده است. زیرا روش¬های کلاسیک برخلاف در دست¬رس بودن، دارای محدودیت¬هایی از جمله امکان عدم دست¬رسی به بهینه مطلق یا متوقف شدن در بهینه موضعی، مشکل نفرین ابعادی و غیره می¬باشند و در مسائل چندهدفه کارآیی مناسبی در دست¬یابی به مجموعه جواب¬های نامغلوب ندارند. نکته حائز اهمیت در استفاده از الگوریتم¬های تکاملی و فراکاوشی به عنوان ابزارهای جست¬وجو و بهینه¬سازی در مسئله بهره¬برداری بهینه از سامانه مخازن، این است که فرآیند جست¬وجو، تکامل، نحوه تنظیمات نمایه¬های مورد استفاده در آن¬ها و غیره به شدت وابسته به نوع مسئله مورد بررسی می¬باشد. در این راستا، هدف پژوهش حاضر، علاوه بر معرفی و بررسی کارآیی الگوریتم کرم شب¬تاب (FA) در مسئله بهره¬برداری بهینه از سامانه مخازن، توسعه و ارائه مدل الگوریتم کرم شب¬تاب توسعه یافته (DFA) است که به طور خاص با در نظر گرفتن شرایط و ویژگی¬های مربوط به مسئله بهره¬بردای از سامانه مخازن، تهیه شده است. سپس، کارآیی مدل¬های الگوریتم کرم شب¬تاب چندهدفه (MOFA) و الگوریتم کرم شب¬تاب توسعه یافته چندهدفه (MODFA) در مسائل بهره¬برداری بهینه چندهدفه از سامانه مخازن بررسی شده است. از آن¬جا که هدف اصلی مدیریت منابع آب، رسیدن به یک مدیریت جامع و یک¬پارچه در سطح حوضه می¬باشد، لذا لازم است که سامانه مخازن به طور هم¬زمان و یک¬پارچه مورد مطالعه قرار گیرد. در این راستا، در پژوهش حاضر، مهم¬ترین و آخرین مطالعه موردی مورد بررسی، مسئله بهره¬برداری دوهدفه (بیشینه¬سازی اعتمادپذیری تعدادی و کمینه¬سازی آسیب¬پذیری) از سامانه سه مخزنه کارون 4، خرسان 1 و کارون 3 با منظورهای تولید انرژی برق¬آبی می¬باشد. نتایج مربوط به این مسئله، حاکی از این است که پرتو بهینه (OP) حاصل از MODFA، OPهای حاصل از الگوریتم ژنتیک چندهدفه (MOGA) و MOFA را مغلوب می¬کند. هم¬چنین در بهره¬بردای چندهدفه از سامانه سه مخزنه، با کاهش آستانه کارآیی، OPهای مطلوب¬تری حاصل می¬گردد که جواب¬های آن به لحاظ بازه تغییرات و مقادیر هر دو تابع هدف نسبت به شرایطی که آستانه کارآیی یک است، مطلوب¬تر می¬باشند.
- Abstract
- The increment of the dimension and the complexity in the problem of the multi-objective optimal operation of the reservoirs system, particularly in the systems that generate hydropower energy due to the growth in energy needs and the decrease in fossil fuel resources, cause the use of the common and classic methods to be decreased and also lead to the use of the new searching methods so-called evolutionary and meta-heuristics algorithms in the optimization. Despite the availability of the classic methods, they enjoy some limitations such as inaccessibility to reach the global optimum or stopping in a local optimum, the curse of dimension and so on. Thus, in recent decades, the evolutionary and meta-heuristics algorithms are used plentifully in the optimal operation of the reservoirs system as searching tools. The important point is that the searching process, the evolution, the parameters tuning and so on severely depend on the type of the problem which is going to be examined. In this regard, the aim of this study is not only to introduce and examine the performance of firefly algorithm (FA) in optimal operation of reservoirs system problem, but also to developed FA (DFA) and propose DFA model which is spatially prepared for the problem of reservoirs operation by considering the properties related to the mentioned problem. Then, the performance of multi-objective FA (MOFA) and multi-objective DFA (MODFA) are conducted in the problems of multi-objective optimal reservoirs operation. Since the main goal of water resources management is to attain a comprehensive and integrated management over the basin, it is necessary that the reservoirs system to be studied integrally. As regards, in this study, the most important and the last case study is a three-reservoir operation problem which has two objectives (maximizing the numeric reliability and minimizing the vulnerability) while the purposes of the reservoirs are hydropower energy generation. The results of this problem indicates that optimal pareto (OP) found form MODFA strongly dominates the OPs found from MOGA and MOFA. Moreover, in two-objective operation of the three-reservoir system, the results show that the desirable OPs in which the solutions are more desirable in terms of (1) range variations and (2) the values of objective functions are found while the performance threshold decreases from one to 0.5.
