طراحی و بهره‌برداری بهینه بر مبنای اعتمادپذیری از مخازن سدهای برقابی پیاپی با احتساب اثرات متقابل هیدرولیکی

Abstract

بهینه‌سازی طراحی و بهره‌برداری از مخازن سدهای برقابی پیاپی همراه با کنترل اعتمادپذیری تولید انرژی یک مسئله‌ی بهینه‌سازی پیچیده از منظر فرمول‌بندی و روش حل آن می‌باشد. در این مطالعه بهینه‌سازی بر مبنای اعتمادپذیری طراحی و بهره‌برداری از سدهای برقابی پیاپی با احتساب تأثیرات هیدرولیکی سراب مخزن پایین‌دست بر تراز پایاب نیروگاه بالادست مورد توجه قرار گرفت. فرمول‌بندی مدل بهینه‌سازی فوق از نوع برنامه‌ریزی غیرخطی غیرمحدب (NLP) می‌باشد که در شرایط اعمال کنترل بر روی قید اعتمادپذیری تولید انرژی و همچنین مدل‌سازی تأثیرات متقابل هیدرولیکی، متغیرهای دو مقداره نیز به ساختار مدل اضافه شده و مدلی از نوع برنامه‌ریزی غیرخطی غیرمحدب عدد صحیح (MINLP) نتیجه شد. حل این مدل‌ که در زمره مسائل NP-hard می‌باشد، توسط روش‌های بهینه‌سازی کلاسیک و تکاملی مدنظر قرارگرفت و عملکرد این روش ها در مسئله‌ی طراحی و بهره‌برداری از سیستم برقابی کارون2- کارون3 آزمایش گردید. با توجه به تعداد زیاد متغیرهای گسسته و دومقداره در ساختار مدل بهینه‌سازی و نامحدب بودن بخش غیرخطی آن، امکان حل مدل با روش‌های بهینه‌سازی کلاسیک میسر نشد. علیرغم آن الگوریتم بهینه‌سازی اجتماع ذرات (PSO)، همراه با ملاحظات تولید جواب‌های شدنی مرحله به مرحله یا نموی (incremental) و همچنین استفاده از ساختار مسئله در تشخیص دوره‌های شکست و موفقیت در تأمین نیاز انرژی پایدار سیستم، به جواب‌های قابل قبول و نه ضرورتاً بهینه سراسری منتهی گردید.