بهگزيني طراحي سيستمهاي چند مخزنه برقابي با مكم يك مدل تركيبي شبيه سازي -بهينه سازي

كارشناسي ارشد

عموما در مطالعات كاربردي طراحي سدهاي برقابي ،روند رايج مبتني بر استفاده از يك مدل شبيه سازي برقابي بهره برداري از مخزن ،بر اساس روش روند يابي متوالي جريان (Sequential Streamflow Routing (SSR)) مي باشد .همچنين در اكثر سيستم هاي برقابي كشور ،كه در ان مجموعه اي از سدهاي برقابي به شكل پياپي (Cascade) قرار گرفته اند ،روند مذكور در طراحي هر سد به شكل منفرد به كار مي رود و اثر ساير سدهاي مجموعه بر تعيين مشخصات هر سد ،صرفا به شكل اعمال شرايط مرزي و به عبارتي اخذ سري جريانهاي خروجي از سدهاي بالادست در طراحي سدهاي پايين دست مي باشد .در اين مطالعه با درك اين واقعيت كه تحليل همزمان عملكرد سيستم مخازن متوالي مي تواند منجر به نتايج متفاوتي در زمينه پتانسيل انرژي برقابي مجموعه و ديگر مشخصات طراحي مخازن گردد ،اقدام به توسعه يك مدل شبيه سازي -بهينه سازي به منظور تحليل همزمان مخازن شده است .اساس روش مذكور حفظ خصوصيات مدل شبيه سازي برقابي بر مبناي اعتمادپذيري (Reliability-Based Simulation (RBS)) در حالت مخزن منفرد ،به لحاظ سادگي و قابليت فهم آن در سطح مهندسين مشاور و احتراز از توسعه يك مدل پيچيده بهينه سازي همزمان مخازن مي باشد .در اين راستا مدل شبيه سازي RBS تك مخزنه به يك مدل شبيه سازي (RBS چند مخزنه با همان خصوصيات توسعه يافته است .با اين تفاوت كه در يك سيستم چند مخزنه معادله انرژي در هرگام زماني به منظور تعيين دبي عبوري از هر يك از توربين ها به يك معادله نامعين تبديل ميشود .بنابراين درهر گام زماني ، به منظور تعيين سياسيت بهره برداري از مخازن ،از يك مدل بهينه سازي تك زمانه (Single - Period) استفاده مي گردد .دراين مطالعه توابع هدف مختلفي در مدل بهينه سازي ،يعني حداقل سازي مجموع جريان عبوري از توربين ها و سرريز و همچنين حداكثر سازي تزار آب در مخازن ويا حداقل سازي مجموع جريان عبوري از توربين ها و سرريز انتخاب شده است .در مدلي ديگر از يك قاعده بهره برداري توسعه يافته بر اساس حداكثر سازي انرژي كل سيستم و استفاده شده در مطالعات پيشين ،به منظور تعيين سياست بهره برداري در هر گام زماني ،استفاده شده است .مدل هاي مذكور در تحليل عملكرد سيستم 3 سدي خرسان به عنوان مطالعه موردي استفاده گرديده و نتايج حاصل از آنها با نتايج حاصل از مدلسازي منفرد سدها مقايسه شده است .نتايج نشان مي دهد كه ظرفيت نصب سيستم و به تبع آن انرژي مطمئن قابل استحصال از سيستم با استفاده از مدل هاي شبيه سازي -بهينه سازي مبتني بر رويكرد سيستمي در هر گام زماني ،افزايش مي يابد .براي سيستم خرسان و بدون بهگزيني رقوم حداقل بهره برداري ،اين افزايش در سطح اعتمادپذيري تا 90/. از تامين نياز انرژي ،به ميزان 6/. نتيجه شده است كه همراه با كاهش سطح اعتمادپذيري تا 60/. اين افزايش به 8/. مي رسد .همچنين با بهگزيني رقوم حداقل بهره برداري ملاحظه گرديد كه بهترين رقوم حداقل بهره برداري در مدل چند مخزنه 10 متر پايين تر از بهترين رقوم حداقل بهره برداري مبتني بر مدلسازي منفرد نتيجه مي شود و ميزان بهبود در انرژي مطمئن سيستم در سطح اعتمادپذيري 90/. از 6/. به 7/9/. افزايش مي يابد.

198192

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عباس قاهري

دكتر سيد جمشيد موسوي