چکیده پروژه
بهینه سازی انرژی سدها به منظور دستیابی به اهداف گوناگونی از جمله تأمین نیازهای آبی.، تولید انرژی برقابی و کنترل کاهش خسارتهای سیلاب طراحی شده. و مورد بهره برداری قرار میگیرند.، بهره برداری بهینه از مخازن سدها یکی از مسائل مهم در حوزه مدیریت منابع آب است.، لذا در این تحقیق بهره برداری بهینه از سدها. به منظور تولید انرژی برقابی و حداکثر تأمین نیاز کشاورزی. در پایاب سد مورد ارزیابی قرارگرفته است.
با توجه به اینکه بارش یک پدیده غیر قطعی میباشد. و اثرگذاری مستقیمی بر جریان ورودی به مخزن دارد.، به کمک رویکرد بهینهسازی تصادفی صریح و روش برنامهریزی خطی با قیود احتمالاتی. به مدلسازی انرژی برقابی مخزن پرداخته شده است. سد مارون بر روی رودخانه مارون واقع در جنوب شرقی استان خوزستان احداث شده. و هدف از احداث این سد کنترل سیلابهای مخرب.، تأمین آب مورد نیاز اراضی کشاورزی پایین دست .(دشتهای بهبهان، جایزان، خلف آباد، شادگان). و تولید انرژی برقابی با توان 150. مگاوات میباشد.
جهت بهینهسازی توان تولیدی خروجی این سد.، از آمار بلند مدت دبی جریان ورودی به سد به صورت ماهانه بر مبنای دوره آماری .52 ساله .(1332 لغایت 1383) استفاده شده است.، برای این منظور ابتدا با استفاده از توزیع تجربی ویبول تابع توزیع تجمعی جریان ورودی به مخزن برای ماههای مختلف محاسبه گردید. سپس برای یک سطح احتمال مشخص تامین نیاز کشاورزی. و ظرفیت نصب150. مگاوات.، میزان انرژی برقابی خروجی از سد به کمک مدل Lingo. بهینهسازی شد.
در ادامه
به کمک نرم افزارEasy fit. توزیعهای مختلف آماری بر روی دادههای جریان ورودی به مخزن برای هر ماه برازش داده شد. و بهترین توزیع برای هر ماه مشخص گردید. نتایج نشان میدهد در حالتی که جریان ورودی به مخزن سد از توزیع تجربی ویبول تبعیت کند.، حداکثر تأمین نیاز کشاورزی 85. درصد خواهد بود. و انرژی سالانه کل خروجی از سد معادل3/174 گیگاوات ساعت است. این در حالی است که در استفاده از بهترین توزیعهای آماری جریان ورودی به سد، حداکثر تأمین نیاز کشاورزی به 87 درصد خواهد رسید، همچنین انرژی سالانه کل خروجی از سد معادل .9/172. گیگاوات ساعت براورد شده است.
در نتیجه میتوان گفت که تعیین بهترین توزیعهای آماری جریان ورودی به مخزن تأثیر ناچیزی بر نتایج بهینه سازی دارد، بطوریکه در این تحقیق کمتر از 2 درصد در تأمین نیاز کشاورزی و تولید انرژی برقابی تأثیر داشته است. بنابراین با برازش دادن توزیع احتمالی تجربی ویبول بر روی دادههای جریان ورودی به سد نیازی به انتخاب بهترین توزیعهای آماری نیست و توزیع تجربی ویبول برای این منظور کفایت میکند. کلمات کلیدی: بهینهسازی،. برنامهریزی خطی با قیود احتمالاتی،. Lingo،Easy fit.
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه 2.
1-2- ضرورت انجام کار 3.
1-3- شرح و بیان مسئله 3.
1-4- اهداف پایاننامه 4.
1- 5- اهمیت، ارزش و کاربرد نتایج پایاننامه 5.
فصل دوم: کلیات و بررسی منابع
2-1- مفاهیم اولیه انرژی برقابی 7.
2-1-1- بررسی جایگاه نیروگاههای آبی در ایران و جهان 7.
2-1-2- مزایا و معایب تولید انرژی برقابی 8.
2-1-3- مسائل اقتصادی 9.
2-1-4- آمار تولید انرژی برقابی در جهان و ایران 10.
2-1-5-مسائل محیط زیست 10.
2-1-6- اهمیت تولید انرژی برقابی 11.
2-1-7- فاکتورهای اساسی در تولید انرژی برقابی 12.
2-2- روشهای بهینه سازی 13.
2-2-1- مفهوم بهینهسازی 13.
2-2-2-مولفههای بهینهسازی 15.
2-2-3-دستهبندی مسائل بهینهسازی 15.
2-2-4- روشهای بهینهسازی 16.
2-2-4-1- روشهای شمارشی 16.
2-2-4-2- روشهای محاسباتی (جستجوی ریاضی) 17.
2-2-4-3- روشهای ابتکاری و فرا ابتکاری (جستجوی تصادفی) 17.
2-2-4-3-1- آزادسازی 18.
2-2-4-3-2- تجزیه 19.
2-2-4-3-3- جستجوی سازنده 19.
2-2-4-3-4- جستجوی بهبود یافته 20.
2-2-5-روشهای حل مسایل بهینهسازی 20.
2-3- معرفی نرم افزار Lingo 22.
2-4- پیشینهی موضوع 22.
فصل سوم: مواد و روشها
3-1- مشخصات منطقهی مورد مطالعه 32.
3-2- مشخصات کلی سد و نیروگاه مخزن مارون 33.
3-3- اطلاعات مورد نیاز برای بهینهسازی توان تولیدی خروجی از مخزن سد مارون 34.
3-3-1- جریان ورودی به مخزن 34.
3-3-2- تبخیر از سطح آب 36.
3-3-3- مشخصات هندسی مخزن 37.
3-3-4- نیازهای آبی 39
3-3-4-1- نیاز کشاورزی 39.
3-4- بهینهسازی توان تولیدی خروجی از سد مارون 41.
3-4-1- تعریف بهینه سازی 41.
3-4-2- تعریف مسئله مورد تحقیق به صورت شماتیک 41.
3-4-3- بهینهسازی انرژی برقابی با استفاده از رویکرد CCLP 42.
3-4-4- محاسبه توابع تجمعی توزیع احتمال ورودی جریان 47.
3-4-5-توزیع تجربی ویبول 47.
3-5- معرفی نرم افزار EasyFit 48.
3-5-1- برخی از قابلیتهای نرم افزارEasyfit 49.
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1- مقدمه 53
4-2- نتایج مدل بهینهسازی 54.
4-2-1-مقایسه (CDF) جریان تجربی ویبول و بهترین توزیع بدست آمده 61.
4-2-2- روابط خطی سازی شده مشخصات هندسی مخزن 63.
4-3- بهینهسازی انرژی برقابی خروجی از سد مارون 64.
4-3-1-محاسبه انرژی برقابی خروجی مخزن سد مارون با استفاده از توزیع تجربی ویبول 64.
4-3-2- محاسبه انرژی برقابی خروجی مخزن سد مارون با استفاده از بهترین توزیعهای آماری 66.
4-3-3- مقایسه نتایج تولید انرژی بدست آمده با رویکردهای مختلف 67.
4-4- نتایج اجرای مدل در حالتی که درصد تامین نیاز کشاورزی 85 درصد باشد 69.
4-4-1- محاسبه بیلان مخزن سد مارون 70.
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات
5-1- نتیجهگیری نهایی 79.
5-2- پیشنهادات 80.
منابع 82.
18. قطعی، م.، (1392).”بهینه سازی خطی و بهینهسازی ترکیبیاتی”، انتشارات ناقوس.
19. مطیع قادر،ح.، لطفی، ش.سید اسفهلان، م .، (1391). “مرور برخی از روشهای بهینهسازی هوشمند”.
20. معینی، ر.، (1393). “بهینه سازی مساله بهره برداری برقابی از سد دز با استفاده از الگوریتم بهینه سازی سیستم مورچگان ترتیبی” ، هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران ، دانشکده مهندسی عمران ، 17 و 18.
21. ممتحن، ش.، برهانی داریان، ع.، (1384).”کاربرد مقایسه ای الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی بهره برداری از سیستم های چند مخزنی”.
22. منصورزاده، ه.، (1382). “جایگاه انرژی برقابی در جهان” ، انتشارات وزارت نیرو.
23. موسوی، س.ج.، فرشی رفیع، و.، شوریان، م.، (1385).” بهینه سازی طراحی و بهره برداری از مخزن سد برقابی بختیاری با استفاده از الگوریتم ژنتیک”، اولین همایش منطقه ای بهره برداری از منابع آب حوضه های کارون و زاینده رود.
24. نشریه شماره 526، (1389). “راهنمای بهرهبرداری و نگهداری نیروگاههای آبی سدهای بزرگ”، وزارت نیرو.
25. ولیسه، م.، (1391).” بهینه سازی بهره برداری از سیستم مخازن سدهای برقابی با استفاده از برنامه ریزی خطی”، همایش ملی علوم مهندسی آب و فاضلاب.