استخراج قواعد ايستا و پوياي بهره‏برداري مخزن توسط برنامه‏ريزي ژنتيك

Extraction of Static and Dynamic Reservoir Operation Rules by Genetic Programming

با توجه به نقش بارز سدها در كنترل و بهره برداري از آب هاي سطحي، اهميت استخراج قواعده بهره برداري مناسب در جهت بهره برداري بهينه و پايدار نمايان مي گردد. در تحقيق حاضر، با استفاده از روش هاي بهره برداري برنامه ريزي غيرخطي (NLP)، الگوريتم ژنتيك (GA)، برنامه ريزي ژنتيك (GP) و GP با موقعيت ثابت ژن (FLGGP) در بهره‏برداري به‏هنگام و در دو رويكرد استخراج قواعد بهره‏برداري ايستا و پويا با هدف تامين برق آبي سامانه تك مخزنه كارون3 پرداخته شده است. در رويكرد استخراج قاعده بهره‏برداري ايستا، براي تمامي ماه‏هاي سال در دوره‏هاي مختلف بهره‏بردراي تنها يك منحني فرمان براي كليه ماه ها استخراج مي‏شود. در حالي كه در رويكرد استخراج قاعده بهره‏برداري پويا براي هريك از ماه‏هاي سال (12 ماه) منحني فرمان‏هاي مختص به همان ماه استخراج مي‏شود. همچنين از قاعده بهره برداري غيرخطي (NLDR) در استخراج منحني فرمان استفاده شده و تابع كل كمبود نسبي به عنوان تابع هدف براي ارزيابي عملكرد هريك از روش ها و رويكردها مورد استفاده قرار گرفته است. نتايج حاكي از كارآيي مناسب روش هاي GP و FLGGP در استخراج قاعده بهره برداري در هر دو رويكرد مورد بحث مي باشد و برتري اين دو روش نسبت به روش هاي بهره برداري NLP و GA به طور متوسط 5 درصد مي باشد. همچنين با توجه به نتايج مي توان اظهار داشت كه در مسايلي كه به علت محدوديت هاي روش GP نمي توان از اين روش استفاده نمود، روش FLGGP جايگزين مناسبي براي روش GP به شمار مي رود. در مقايسه دو رويكرد استخراج قواعد بهره‏برداري ايستا و‏ پويا، نتايج حاكي از برتري 10 درصد رويكرد استخراج قاعده بهره‏برداري پويا نسبت به رويكرد قاعده بهره برداري ايستا بوده است و اين رويكرد از توانايي‏هاي بيشتري در بهره‏برداري به‏هنگام از سامانه مخازن برخوردار مي‏باشد.

Considering the necessity of desirable operation of limited water resources and assuming the significant role of dams in controlling and consuming the surface waters, highlights the advantageous of suitable operation rules for optimal and sustainable operation of dams. This study investigates the hydroelectric supply of a one-reservoir system of Karoon3 using nonlinear programming (NLP), genetic algorithm (GA), genetic programming (GP) and fixed length gen GP (FLGGP) in real-time operation of dam considering two approaches of static and dynamic operation rules. In static operation rule, only one rule curve is extracted for all months in a year whereas in dynamic operation rule, monthly rule curves (12 rules) are extracted for each month of a year. In addition, nonlinear decision rule (NLDR) curves are considered, and the total deficiency function as the target (objective) function have been used for evaluating the performance of each method and approach. Results show appropriate efficiency of GP and FLGGP methods in extracting operation rules in both approaches. Superiority of these methods to operation methods yielded by GA and NLP is 5%. Moreover, according to the results, it can be remarked that, FLGGP method is an alternative for GP method, whereas the GP method cannot be used due to its limitations. Comparison of two approaches of static and dynamic operation rules demonstrated the superiority of dynamic operation rule to static operation rule (about 10%) and therefore this method has more capabilities in real-time operation of the reservoirs systems.