ارزیابی عملکرد الگوریتم فراکاوشی جستجوی ذرات باردار بهبود یافته در بهینه سازی بهره برداری از سامانه مخازن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز

2 تبریز

چکیده

در سالهای اخیر از انواع روشهای بهینه‌یابی فراکاوشی در مسائل مربوط به بهره‌برداری بهینه از سامانه مخازن استفاده شده است. در این تحقیق نسخه بهبود یافته الگوریتم جستجوی ذرات باردار برای افزایش قابلیت جستجوی سراسری الگوریتم و جلوگیری از گیر افتادن در بهینه محلی ارائه شده است. بدین منظور از نوعی عملگر جهش استفاده شده و الگوریتم جستجوی ذرات باردار جهش یافته معرفی شده است. سپس به صحت‌سنجی و ارزیابی کارایی این الگوریتم در مقایسه با سایر الگوریتم‌های معتبر فراکاوشی در حل مسائل بهینه‌سازی استاندارد ریاضی پرداخته شده است. مطابق با نتایج بدست آمده، الگوریتم پیشنهادی بهترین عملکرد را در 17 تابع از 18 تابع مورد ارزیابی در مقایسه با دیگر الگوریتم ها از خود نشان داد. در ادامه از الگوریتم پیشنهادی جهت بهینه‌سازی دو مسئله مرجع سامانه چهار و ده مخزنه استفاده و با نتایج بدست آمده از سایر الگوریتم‌ها مقایسه شد. بر این اساس بهترین مقادیر تابع هدف به ترتیب برابر 308.29 و 1194.23 بدست آمد. در پایان کارایی الگوریتم در بهینه‌سازی بهره‌برداری از سیستم دو مخزنه (سدهای حوضه آبریز گرگان‌رود) با استفاده از معیارهای ارزیابی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد مناسب الگوریتم فراکاوشی جستجوی ذرات باردار و نسخه جهش یافته آن در حل مسئله بهره‌برداری بهینه از سامانه مخازن می‌باشد. بطوریکه کمترین مقدار تابع هدف برابر با 0.22 توسط الگوریتم پیشنهادی حاصل شد. همچنین این الگوریتم به ترتیب با تأمین 94.63 و 95.30 درصد از نیازهای کل پایین‌دست سدهای گلستان و وشمگیر عملکرد مناسبی از خود نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance Evaluation of Improved Charged System Search Algorithm for Operation Optimization of Reservoir System

نویسندگان [English]

  • M.H. Rabee 1
  • M.T. Aalami 1
1 University of Tabriz
چکیده [English]

After construction of dams according to different needs, the most important issue addressed by the exploiters and researchers is the issue of optimum operation management of reservoirs. In recent years, various meta-heuristic optimization techniques have been used for the reservoir operation optimization. In this study, an improved version of Charged System Search algorithm is presented to enhance the exploration ability and escape from local optima. For this purpose, a special mutation operator is used and a Mutant Charged System Search algorithm is introduced. Then, the validation and evaluation of the efficiency of this new improved algorithm are compared with other well-known meta-heuristic algorithms in solving the mathematical benchmark optimization problems. The new method achieves optimal results for 17 functions out of 18 functions. The proposed algorithm is used to solve two benchmark problems of operations of multireservoir sestem, namely four- and ten- reservoir sestems. Accordingly, the best values are obtained 308.29 and 1194.23, respectively. Finally, the efficiency of the algorithm for optimizing the operation of the two-reservoir system (Gorgan-Rood basin dams) is evaluated using various performance evaluation criteria. The results show the proper performance of the CSS algorithm and its mutated version in solving the multi-reservoir operation optimization problems. According to the results, the best solution achieved by the proposed algorithm is 0.22. Also, this algorithm showed the best performance by providing 94.63% and 95.30% of total demands of Golestan- Voshmgir multi-reservoir system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Charged system search algorithm
  • Optimal Operation
  • Multi-reservoir system
  • Mutation operator