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

سابقه و هدف: بهره‌برداری بهینه از مخزن سدها، به عنوان یکی از مهمترین سیستم‌های منابع آب از پیچیدگی بالایی برخوردار است. این پیچیدگی به واسطه ماهیت احتمالاتی جریان رودخانه‌ها، اهداف متضاد و ابعاد بالای مسائل بهره‌برداری از مخازن می‌باشد. افزایش تعداد سدها، قرارگیری آنها نسبت به هم و داشتن اهداف مختلف به طور قابل توجهی ابعاد این مسائل را افزایش می‌دهند، که می‌تواند ساختار این مسائل را پیچیده و غیر خطی کند. در این تحقیق با توجه به ساختار منحصربه فرد الگوریتم‌های تکاملی (EAs) برای ارزیابی توابع هدف و احتمال قرار گیری کم در جواب‌های بهینه موضعی، ترکیبی از الگوریتم‌های 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 برق‌آبی استفاده می‌شود. مواد و روش‌ها: در این تحقیق، با اصلاح پارامترها و عوامل تاثیرگذار دو الگوریتم‌های DE و PSO، یک الگوریتم ترکیبی جدید ارائه می‌شود. الگوریتم ترکیبی (DEPSO) توانایی جستجوی محلی و مطلق الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) را برای بدست آوردن قوانین بهره‌برداری بهینه ارتقا می‌دهد. در ابتدا، کارایی و دقت الگوریتم پیشنهادی بوسیله توابع ریاضی اکلی و گریوانک ارزیابی می‌شود. سپس نتایج DEPSO با الگوریتم‌های تکامل تفاضلی (DE)، ازدحام ذرات (PSO) و کلونی زنبور عسل (ABC) مقایسه می‌گردد. در انتها، الگوریتم پیشنهادی برای حل بهینه یک سیستم سه مخزنه در ایران برای تولید انرژی برق‌آبی اعمال می‌شود. لازم به ذکر است که نتایج در 10 اجرای مختلف برای همه مسائل ارائه شد برای ارزیابی اعتماد پذیری و دقت الگوریتم‌های شرکت کننده. یافته‌ها: نتایج بدست آمده بوسیله الگوریتم ترکیبی پیشنهادی (DEPSO) نشان داد که متوسط مقدار تابع هدف برای 10 اجرا و در طول 15 سال دوره بهره‌برداری به ترتیب 33/14، 00/10، و 50/38 درصد بهتر از الگوریتم‌های DE، ABC ، و PSO بود. و همچنین با افزایش تعداد ماه‌های دوره بهره‌برداری 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 الگوریتم‌های DE، ABC ، و‌ PSO بدست آمد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج محاسبه شده بوسیله DEPSO، به طور واضح می‌توان دید که بهبود قابل توجهی در مقدار تابع هدف در مقایسه با الگوریتم‌های DE و PSO داشته، و مخصوصا با افزایش تعداد متغیرها از 180 به 240 عملکرد روش مورد نظر مناسب‌تر از دیگر الگوریتم‌ها می‌باشد. این موضوع بیانگر عملکرد برتر روش مورد نظر نسبت به دو روش دیگر برای بهینه سازی انرژی برق‌آبی تولید شده از سیستم‌های چند مخزنه است.