ارزیابی روش برنامه‌ریزی ژنتیک با موقعیت ثابت ژن در تدوین قواعد و رویکردهای بهره‌برداری به‌هنگام در سامانه سه مخزنه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

2 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

چکیده

در پژوهش حاضر، به‌منظور تأمین برق آبی سامانه سه مخزن (مخازن کارون 4، خراسان 1 و کارون 3)، به بررسی روش‌های برنامه‌ریزی غیرخطی، الگوریتم ژنتیک و برنامه‌ریزی ژنتیک با موقعیت ثابت ژن در استخراج سیاست‌های بهره‌برداری به‌هنگام در دو رویکرد وابسته به پیش‌بینی و مستقل از پیش‌بینی جریان پرداخته شد. همچنین از قاعده بهره‌برداری غیرخطی در استخراج منحنی فرمان استفاده شد و تابع هدف کمبود کل و معیارهای ارزیابی کارایی برای ارزیابی نتایج هر یک از روش‌ها مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت با استفاده از نتایج حاصل از بهره‌برداری به‌هنگام در سامانه‌های تک‌مخزنه کارون4، خرسان1 و کارون3 به مقایسه عملکرد دو سامانه تک‌مخزنه و سه‌مخزنه پرداخته شد. نتایج حاصل از این مطالعه، حاکی از کارایی مناسب روش FLGGP در استخراج قاعده بهره‌برداری در هر دو رویکرد مورد بحث بود. در مقایسه دو رویکرد وابسته به پیش‌بینی و مستقل از پیش‌بینی، اختلاف زیادی مشاهده نشد و به این ترتیب می‌توان از رویکرد مستقل از پیش‌بینی به‌علت سهولت استفاده از آن، در استخراج قاعده بهره‌برداری سامانه مخازن استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Fixed Length Gene Genetic Programming (FLGGP) Method in Reservoir System Optimal Operation

نویسندگان [English]

  • Habib Akbari Alashti 1
  • Omid Bozorg Haddad 2
1 university of tehran
2 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

This paper employs nonlinear programming (NLP), genetic algorithm (GA), and fixed length gene genetic programming (FLGGP) for the real-time operation of a three-reservoir system (Karoon4, Khersan1, and Karoon3 reservoirs) in which dependent and independent approaches are used to forecast the hydroelectric energy generated by the system. Unlike the forecast-independent approach, in the forecast-dependent approach, the value of release in each period depends on the reservoir in flow of the same period. Moreover, nonlinear decision rule (NLDR) curves are considered, and the total deficiency function as well as efficiency criteria are used to investigate the results of each procedure used. Finally, the performances of real-time operation of single- and three-reservoir systems are investigated and compared. Results indicate that the FLGGP gives the most efficient function for the extraction of reservoir operation rules in both the approaches examined. Comparison of the forecast-dependent and independent approaches revealed no significant differences. Therefore, the forecast-independent approach may be recommended for application in the extraction of reservoir operation rules due to its simplicity and ease of application.

کلیدواژه‌ها [English]

  • GA
  • Fixed Length Gene Genetic Programming (FLGGP)
  • NLP
  • Real-time Operation
1. Oliveira, R., and Loucks, D. P. (1997). “Operating rules for multi reservoir systems.” Water Resources Research, 33(4), 839-852.

2. Barros, M. T. L., Yang, S., Lopes, J. E. G., and Yeh, W. W-G. (2001). Large-scale hydropower system optimization, IAHR Publication No. 271: Integrated Water Resources Management, Wallingford, U.K.

3. Simonovic, S. P., and Marino, M. A. (1980). “Reliability programming in reservoir management. Single multipurpose reservoir.” Water Resource Research, 16(1), 844-888.

4. Tung, C., Hsu, S., Liu, C. M., and Li, Jr. Sh. (2003). “Application of the genetic algorithm for optimizing operation rules of the LiYuTan reservoir in Taiwan.” J. of American Water Resources Association, 39(3), 649-657.

5. Eberbach, E., and Burgin, M. (2009). “Evolutionary automata as foundation of evolutionary computation: Larry fogel was right.” IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC 2009), Trondheim, Norway, 2149-2156.

6. Hashimoto, T., Steninger, J. R., and Loucks, D. P. (1982). “Reliability, resiliency and vulnerability criteria for water resource system performance evaluation.” Water Resources Research, 18(1), 14-20.

7. Farhangi, M. (2010). “Effect of inflow uncertainty on the performance of multy-reservoir systems.” MSc. Thesis, Dept. of Eng. and Agricultural Tech., Tehran University, Tehran. (In Persian)

8. LINDO. (2004). LINGO user’s manual, LINDO System INC., <http://www.lindo.com/.>

9. Overman, E. (2011). A MATLAB tutorial, Department of Mathematics, The Ohio State University, Columbus, OH., USA.