آمار
| تعداد نشریات | 14 |
| تعداد شماره‌ها | 689 |
| تعداد مقالات | 7,127 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,356,410 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,289,565 |
استفاده از الگوریتم زنبورها در بهره‌برداری بهینه از ایستگاه‌های پمپاژ سیستم‌های تأمین آب | ||
| مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک | ||
| مقاله 10، دوره 23، شماره 5، آذر 1395، صفحه 175-189 اصل مقاله (1.11 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2017.10128.2452 | ||
| نویسندگان | ||
| بهرام سامی کشکولی1؛ مهدی بهرامی* 2؛ محمد انصاری جابری3 | ||
| 1فارغ التحصیل کارشناسی ارشد/ دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 2هیئت علمی دانشگاه فسا | ||
| 3دانشجوی کارشناسی ارشد/ دانشگاه آزاد مرودشت | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: الگوریتم‌های الهام گرفته از رفتار زنبورهای عسل یکی از جدیدترین تکنیک‌های بهینه سازی می‌باشند. یکی از انواع نوظهور این الگوریتم‌ها الگوریتم جامعه زنبورهای عسل مصنوعی (ABC) است. امروزه با افزایش سرسام آور هزینه‌های انرژی مصرفی در ایستگاه-های پمپاژ، تعیین برنامه زمانی مناسب بهره‌برداری از پمپ‌های یک سامانه انتقال آب در جهت صرفه جویی در میزان هزینه انرژی به عنوان یک موضوع پژوهشی بسیار مورد توجه است. در بسیاری از ایستگاه‌های پمپاژ دستورالعمل خاصی برای بهره‌برداری از پمپ‌های موجود وجود ندارد و متصدی ایستگاه طبق تجربه و نیازی که به او اعلام می‌شود اقدام به روشن وخاموش کردن پمپ‌ها می‌نماید. این روش سنتی هزینه زائد بسیار زیادی را به سیستم تحمیل می‌کند. بنابراین علاوه بر طراحی صحیح ایستگاه‌های پمپاژ، بهره‌برداری از این ایستگاه‌ها نیز دارای اهمیت فوق‌العاده ای می‌باشد. مهم‌ترین عامل تأثیرگذار بر عملکرد سیستم‌های پمپاژ، نحوه عملکرد پمپ‌ها می‌باشد و حتی‌الامکان باید پمپ‌ها به گونه‌ای کار کنند که در حالت حداکثر راندمان خود فعال باشند. مواد و روش‌ها: در این پژوهش برنامه بهره برداری از یک پمپ به صورت رشته‌ای از مقادیر صفر و یکی به گونه‌ای تعریف شد که هر یک از خانه‌های این رشته وضعیت روشن یا خاموش بودن آن پمپ در یک دوره زمانی به خصوص را نشان دهد و مسئله تعیین برنامه بهره‌برداری بهینه پمپ‌ها به صورت مسئله تعیین بهترین رشته صفر و یکی کد شد. یک مدل بهینه‌سازی- شبیه‌سازی مبتنی بر الگوریتم جامعه زنبورهای مصنوعی صفر و یکی (BitABC) برای مسئله تعیین برنامه بهره‌برداری بهینه پمپ‌ها ارائه شد. در این مدل الگوریتم جامعه زنبورها در محیط MATLAB با بخش هیدرولیکی مدل EPANET به عنوان مرجعی از فرامین و اطلاعات تلفیق شد و سپس برای تعیین برنامه بهینه بهره برداری از سامانه انتقال آب شیراز استفاده گردید. بدین منظور در یک روز عادی برنامه بهینه بهره برداری از پمپ‌های این سامانه تعیین گردید. سپس حالت بهره برداری بهینه در این روز خاص با یک سناریوی بهره برداری غیر بهینه مورد مقایسه قرار گرفت. هزینه متوسط انرژی الکتریکی در این پژوهش برابر 275 ریال درنظر گرفته شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که ضمن رعایت کلیه قیود مسئله، هزینه انرژی در حالت بهره‌برداری بهینه 32 درصد نسبت به بهره‌برداری کنونی کاهش داشت. همچنین استفاده از الگوریتم BitABC حدود 8 درصد باعث بهبود پاسخ بهینه روش الگوریتم PSO- با همسایگی کلی شد ولی هزینه پاسخ به دست آمده در این پژوهش از الگوریتم PSO با همسایگی موضعی حدود 2 درصد بیشتر است. نتیجه‌گیری: مقایسه برنامه بهینه بهره‌برداری استخراج شده با نتایج پژوهش‌های پیشین و همچنین شرایط بهره برداری عادی، توانایی مدل را نشان داد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| الگوریتم جامعه زنبور مصنوعی؛ ایستگاه‌های پمپاژ؛ EPANET | ||
| مراجع | ||
|
1.Hashemi, S.S., Tabesh, M., and Ataeekia, B. 2013. Ant-colony optimization of pumping schedule to minimize the energy cost using variable speed pumps in water distribution networks. Urban Water Journal. Advance online publication. doi: 10.1080/1573062X.2013.795233. 2.Jia, D.L., Duan, X.T., and Khan, M.K. 2014. Binary Artificial Bee Colony optimization using bitwise operation. Computers & Industrial Engineering. 76: 360-365.
3.Karaboga, D. 2005. An idea based on honey bee swarm for numerical optimization. Technical Report-TR06, ErciyesUniversity, Engineering Faculty, Computer Engineering Department.
4.Kashan, M.H., Nahavandi, N., and Kashan, A.H. 2012. DisABC: a new artificial bee colony algorithm for binary optimization. Applied Soft Computing. 12: 1. 342-352.
5.Mackle, G., Savic, D.A., and Walters, G.A. 1995. Application of genetic algorithms to pump scheduling for water supply. Institute of Electrical Engineers Conference Publication. GALESIA, 95. London: 4/4: 400-405.
6.Mehrjoo, Y. 2014. Optimized operation of Shiraz drink and industrial water delivery system serial pump stations, using genetic algorithm. M.Sc. thesis, Civil Engineering, Islamic Azad University of Yasuj. (In Persian)
7.Pampara, G., and Engelbrecht, A.P. 2011. Binary artificial bee colony optimization, in 2011 IEEE Symposium on Swarm Intelligence (SIS), Pp: 1-8.
8.Rajabpour, R., and Afshar, H. 2008. Optimized operation of serial pump stations using PSO algorithm. J. Water Wastewater. 66: 56-66. (In Persian)
9.Rodin, S.I. 1998. Use of genetic algorithm for optimal control of bulk water supply. Online, http://stullia.t-k.ru/waterpump/waterpump.htm.
10.Rodin, S.I., and Moradi-Jalal, M. 2002. Use of genetic algorithm in optimization of irrigation pumping stations. WAPIRRA program. Online, http://stullia.t-k.ru/waterpump/ waterpump.htm. 11.Yuan, Y., and Liu, C. 2012. Solving optimum operation of single pump unit problem with ant colony optimization (ACO) algorithm. IOP Conf. SER.: Earth Environ. Sci. 15 022008 doi: 10.1088/17551315/15/2/022008. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,680 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,818 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب