بهينه سازي لوله انتقال آب فشار قوي سد بتني شهريار با استفاده از الگوريتم اجتماع مورچه ها

Application of Ant Colony Algorithm to Optimize the High Pressure Water Conveyance Pipe of Shahryar Concrete Dam

چكيده امروزه نيروگاه هاي برق آبي از مهم ترين منابع توليد انرژي برق بشمار مي روند. در ميان اجزاي تشكيل دهنده تاسيسات برق آبي، پنستاك از جايگاه ويژه اي برخوردار است. پنستاك لوله اي است فشار قوي كه جريان آب را از مخزن سد يا از هر بار آبي بالا به سمت توربين هاي نيروگاه هدايت مي كند. اهميت پنستاك بدليل هزينه ي بالاي ساخت، نصب و نگهداري آن مي باشد به طوري كه درصد قابل توجهي از هزينه هاي ساخت نيروگاه به اين سازه هيدروليكي اختصاص مي يابد. لذا طراحي بهينه آن مي تواند نقش بسزايي در كاهش هزينه احداث نيروگاه هاي برق آبي داشته باشد. در سال هاي اخير استفاده از روش هاي بهينه سازي كاوشي براي طراحي بهينه سازه هاي مختلف مهم ترين موضوع تحقيق بوده است. از بين الگوريتم هاي كاوشي، روش بهينه سازي اجتماع مورچه ها به عنوان يك ابزار قوي و مناسب در بسياري از زمينه ها مورد توجه بوده است. در اين تحقيق ابعاد لوله هاي پنستاك با استفاده از روش اجتماع مورچه ها بهينه يابي شده است. بدين منظور الگوريتم سيستم مورچگان (ACS) اجتماع مورچه ها انتخاب شده و پنستاك سد شهريار واقع در ميانه به عنوان مطالعه موردي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده حاكي از آن است كه الگوريتم ACS از قابليت بالايي در بهينه سازي برخوردار بوده و توانسته است وزن پنستاك را به ميزان قابل قبولي كاهش دهد.

Abstract Today the hydro–electric power plants are important sources of energy production. Among the elements of the hydro-electric power plants, penstock is a high pressure pipe and high important that conveys water from dam reservoir or any high head water to power plant turbines. The important of penstock is due to its expensive design and maintenance; so a considerable percent of the construction cost of power plants is allocated to penstocks structure. So optimization of penstock has a great effect on a hydro-electric project cost reduction. Using Heuristic methods to optimum design of different structures has been an important object being studied in recent years. Among Heuristic algorithms, Ant Colony Optimization method is a powerful optimization tool which has been considered by researchers in many fields. In this study, the dimensions of penstock were optimized using Ant Colony method. For this purpose on the basis of the selected Ant Colony Algorithm, Shahryar dam (in Miyaneh) was investigated. The results indicated that ACS algorithm has high capability in optimization and can considerably reduce the weight of penstock.