بهینه‌سازی بهره‌برداری انرژی برق‌آبی از مخازن با استفاده از الگوریتم‌های فراکاوشی (مطالعه موردی: سدِ جیرفت)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی کرمان

2 استادیار گروه عمران، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران.

10.22034/iwrj.2022.10201.2377

چکیده

با توجه به اینکه انرژی برق‌آبی به‌عنوان سومین منبع تولید برق و همچنین مهم‌ترین انرژی تجدیدپذیر مولد برق در جهان به شمار می‌آید، ضرورت استفاده بهینه از منبع عظیم و گران‌قیمت آب که هرروزه شاهد کاهش چشمگیر آن می‌باشیم بیش‌ازپیش احساس می‌گردد. در این پژوهش از الگوریتم فراکاوشی چرخه آب (WCA) به‌منظور بهره‌برداری بهینه از انرژی برق‌آبی مخزن سد جیرفت واقع در حوضه آبریز هلیل‌رود (جنوب ایران)، برای یک دوره 223 ماهه (از مهر 1379 تا فروردین 1398) استفاده شده است. متغیرهای تصمیم در مدل بهینه‌سازی انرژی برق‌آبی از مخزن، مقادیر رهاسازی بهینه از خروجی برق‌آبی ماهانه از مخازن سدها می‌باشند. پس از اطمینان از درستی عملکرد الگوریتم WCA با استفاده از چندین تابع محک استاندارد، مدلی برای بهره‌برداری بهینه برق‌آبی سدِ جیرفت توسعه داده شد. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم مورد بررسی با نتایج روش‌های شناخته ‌شده الگوریتم جستجوی هارمونی (HS) و الگوریتم رقابت استعماری (ICA) مقایسه شده است. الگوریتم‌های WCA، ICA و HS به ترتیب قادر به تولید انرژی به میزان 29/7203، 66/7138 و 78/7115 مگاوات در طول دوره آماری بودند. همچنین مقدار تابع هدف برای الگوریتم‌های WCA، ICA و HS به ترتیب برابر با 78/4، 82/5 و 63/8 به دست آمد. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از عملکرد بالای الگوریتم WCA در مقایسه با دیگر الگوریتم‌های مورد بررسی در بهره‌برداری بهینه انرژی برق‌آبی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Hydropower Reservoirs Operation Using Metaheuristic Algorithms (Case Study: Jiroft Dam)

نویسندگان [English]

  • hamidreza yavari 1
  • amir robati 2
  • Navid Jalalkamali 2
1 civil engineering department islamic azad university kerman branch
2 , Department of Civil Engineering, Kerman Branch, Islamic Azad University, Kerman, Iran
چکیده [English]

Given the fact that hydropower energy is the third largest source of electricity generation and also the most important renewable energy producer in the world, the optimal use of the huge and expensive source of water is essential. In this study, water cycle metaheuristic algorithm was used for optimization of the hydropower operation of Jiroft reservoir located in Halilrood basin (south of Iran) for a period of 223 months (from October 2000 to April 2019). The decision variables in the hydropower energy optimization model of the reservoir are the optimal release values of the monthly hydropower output from the reservoirs. After verifying the reliability of the WCA algorithm using several standard benchmark functions, a model was developed for optimal hydropower operation of the Jiroft reservoir. Also, the results of the algorithm were compared with the results of known metaheuristic algorithms of the Harmony search Algorithm (HS) and Imperialist Competitive Algorithm (ICA). The WCA, ICA and HS algorithms were capable to generate energy 7203, 273.66, and 7115.78 MW during the statistical period, respectively. Also, the objective function value for WCA, ICA and HS algorithms, was obtained 4.78, 5.82, and 8.63, respectively. The results revealed that the MSA algorithm was the superior algorithm in optimal hydropower operation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hailirood Basin
  • Jiroft Dam
  • Optimal operation of reservoirs system
  • Water Cycle Algorithm