The Application of GA, SMPSO and HGAPSO in Optimal Reservoirs Operation

Abstract

مسئله بهره‌برداری از مخازن سدها به لحاظ تنوع تصمیم‌گیری و توابع هدف دارای پیچیدگی‌هایی است که گاهی اوقات حل آن ها با روش‌های بهینه سازی سنتی امکان‌پذیر نیست و نیازمند صرف وقت و هزینه بسیار است. بنابراین استفاده از ابزارهای نوین و روش‌های پیشرفته در حل این مسائل امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این مقاله از یک نسخه ساده اصلاحی الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (SMPSO)، الگوریتم ژنتیک (GA) و یک الگوریتم هیبرید جدید به نام HGAPSO برای بهره برداری از مخزن سد دز با هدف تأمین آب استفاده گردید. الگوریتم HGAPSO بر مبنای ترکیبی بسیار ساده اما کارامد از دو الگوریتم GA و SMPSO می باشد که باعث شده است محدودیت هایی که هر کدام از این روش ها به تنهایی دارند کاهش یابد و در مقابل کارایی آن افزایش یابد. در این پژوهش از بین 40 سال آمار، داده های 5 سال ابتدایی (60 دوره ماهیانه) جریان ورودی به مخزن سد دز مورد استفاده قرار گرفت و پس از اعمال قیود در فرآیند بهینه سازی با استفاده از تابع پنالتی، برنامه مورد نظر برای 10 بار به صورت مستقل اجرا گردید. حداکثر تعداد تکرار برای هر بار اجرای برنامه 400 و تعداد جمعیت اولیه برای هر سه روش 100 انتخاب گردید. مقادیر میانگین تابع هدف برای الگوریتم های GA، SMPSO و HGAPSO به ترتیب 3457/1، 1581/1 و 9882/0 به دست آمد که HGAPSO با سرعت همگرایی بیشتری نسبت به دو روش GA و SMPSO در یافتن جواب بهینه تابع هدف عمل نمود. همچنین اختلاف بین نمودار میزان آب رها شده در برابر تقاضای ماهیانه با استفاده از روش HGAPSO بسیار کمتر از نمودارهای GA و SMPSO گردید. در نهایت نتایج نشان می دهد که HGAPSO در یافتن جواب بهینه نسبت به GA و PSO و سایر روش های پژوهش های پیشین موفق تر عمل نموده است.