مسيريابي خطوط انتقال نيرو با رويكرد بهينه‌سازي چندهدفه

Power Line Routing Using Multi-Objective Optimization Methods

براي احداث خط انتقال نيرو لازم است عوامل فني، اقتصادي و زيست‌محيطي مورد توجه قرار گيرند. مسير خط انتقال نيرو، افزون بر اينكه بر روي هزينه‌هاي نصب، راه‌اندازي و نگهداري آن تاثير مي‌گذارد، در ميزان تاثيرات منفي آن بر روي محيط زيست نيز نقش دارد. لذا تعيين مسير بهينه براي خط انتقال جديد، مسيله‌اي چندهدفه است كه ممكن است اهداف آن ناسازگار باشند. در واقع مسير با حداقل هزينه ممكن است تاثيرات منفي فراواني بر روي محيط زيست داشته باشد. در نوشتار حاضر روشي برمبناي GIS براي تعيين مسير خط انتقال نيرو ارايه مي‌گردد كه در آن از نوعي الگوريتم ژنتيك چندهدفه براي بهينه‌سازي مسير استفاده شده است. الگوريتم NSGA-II، با تعدادي قيد و دو هدف كه شامل تاثيرات زيست‌محيطي و هزينه است، براي انتخاب مسير بهينه خط انتقال نيرو 400 كيلوولت در مرودشت پياده‌سازي شده است. در اين تحقيق، نحوه تركيب الگوريتم NSGA-II با GIS براي تعيين مسيرهاي بهينه متعدد براي خطوط انتقال نيرو بيان شده است؛ به‌طوري‌كه امكان انتخاب و تصميم‌گيري نهايي از بين راه‌‌حل‌هاي موجود، براي تصميم‌گيران مختلف وجود دارد. در اغلب مطالعات پيشين تنها يك مسير به‌عنوان مسير نهايي ارايه شده كه با استفاده از تركيب تاثيرات عوامل مختلف تعيين گرديده است. افزون بر اين، با تركيب تاثيرات عوامل مختلف، احتمالاً تاثير برخي از عوامل به‌وسيله برخي ديگر خنثي مي‌شود. امّا با به‌كارگيري روش پيشنهادي دو تابع كه داراي واحدهاي متفاوت هستند، تا انتهاي فرايند بهينه‌سازي با هم تركيب نمي‌شوند. در اين مقاله، سه گزينه كه هر يك شامل سه دكل كششي هستند، به‌عنوان نمونه مورد مقايسه قرار گرفته‌اند و براي هر كدام طول مسير و مقادير اهداف اول و دوم مشخص شده است.

Abstract For construction of a power line, technical, economical and environmental factors should be considered. Different costs of a power line, such as the operation, maintenance, and equipment installation costs are affected by its position in the real world. The route can have serious impacts on the environment. Therefore, selection of an optimal route for a new electric power line is a multi-objective problem with conflicting objectives, i.e. a route with minimum cost may have very high and unacceptable environmental impacts. A GIS-based methodology for route selection of new power lines has been tested in this paper. In this approach, a multi-objective genetic algorithm is used for route optimization. Environmental impacts are taken into consideration together with the tower construction and cable lying costs. NSGA-II approach, with two objective functions and several constraints, has been used to handle the trade-offs between the costs and environmental impacts of different power line routes. Efficiency of the proposed approach has been demonstrated for power line (400 KV) routing in Marvdasht located in south of Iran. Usefulness of the approach has been tested for location of three routes with 3 tension towers. By providing detailed information about the conflicts and trade-offs between different objectives, decision-makers would be able to choose one of the given solutions, whereas in most of the previous studies, only one route has been presented as the final solution, resulting in compensation of one objective by the others. By using the proposed method for optimization, there is no need to combine different objective functions. Keywords: Power Line Routing, Multi-Objective Optimization, NSGA-II.