توسعه مدل منابع- مصارف MODSIM در شبیه‌سازی بهره‌برداری از سیستم سدهای چندمخزنه برق‌آبی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 شرکت مهندسین مشاور مهاب قدس

چکیده

در این تحقیق، شبیه­سازی بهره­برداری از سیستم مخازن سری برق­آبی توسط مدل MODSIM همراه با اعمال کنترل بر اعتمادپذیری تأمین بده انرژی مورد توجه قرار گرفته است. MODSIM به عنوان یک مدل تخصیص منابع آب حوضه­ای به خودی خود قادر به تنظیم سطح تولید انرژی در هر ماه و به عبارتی تعریف نیاز انرژی برق­آبی نیست. در مدل اصلاح شده برق­آبی MODSIM (MODSIMP) پیشنهادی با حل تکراری الگوریتم­های بهینه­سازی شبکه جریان در هر گام زمانی امکان تعریف نیاز انرژی و اعمال سیاست بهره­برداری استاندارد برق­آبی به مدل فراهم شده است. این مهم در MODSIM8.1با استفاده از کدنویسی در محیط Custom Code Edition نرم­افزار و یا محیط MATLAB و فراخوانی MODSIM از آن امکان­پذیر شده است. در توسعه مدل شبیه­ساز MODSIMP توسعه مدل به شکل گام به گام از یک سیستم تک مخزنه با دوره زمانی منفرد شروع و با کنترل و صحت­سنجی نتایج با مدل­های شبیه‌سازی دیگر به سیستم­های چند مخزنه چند زمانه تعمیم یافت. نتایج حاصل از کاربرد مدل MODSIMP در بهره­برداری از سیستم سه‌سدی خرسان بیانگر مزیت مدل توسعه یافته از منظر سرعت محاسباتی مدل و بنابر این قابلیت آن در شبیه­سازی بر مبنای اعتمادپذیری سیستم­های برق­آبی چند مخزنه هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

MODSIMP: Extension of MODSIM Decision Support System to Simulating Operation of Multireservoir Hydropower Systems

نویسندگان [English]

  • Sepideh Emami Tabrizi 1
  • Seyed Jamshid Mousavi 1
  • Raheleh Afzali 2
1 Department of Civil Engineering, Amirkabir University
2 Water Resources Engineer, Mahab Ghodss Consulting Engineering Company
چکیده [English]

Considering the uncertainty and the river flow fluctuations, controlling the reliability of hydropower energy production in competition with other energy production technologies is of considerable importance. Afzali et al. [1] have generalized a simulation model based on reliability (RBS) in single-reservoir hydropower systems to a multiple reservoir RBS model. Simulation of hydropower multi-reservoir system operations have been considered in the present study by using MODSIM model with control on reliability of the system energy yield. MODSIM, as a river basin decision support system, by itself have no ability to effect directly on amount of energy production target to be met at different levels of reliability [2]. By extending MODSIM to MODSIMP, an energy demand node and implementing hydropower standard operating policy (HSOP) will be integrated. This combination made possibility that it go through successive solution of network flow optimization algorithms in each time period of the MODSIM simulation model. This has been done by adding control commands in custom coding environment of the MODSIM8.1 to MATLAB software programmed. The model development and verification procedure has been started from sorting out a simple single-reservoir single-period example problem and then extended to multi-reservoir multi-period models. The results which obtained from application of the developed MODSIMP model to Khersan multi-reservoir hydropower system as a real case study, shows its advantage in terms of computational efficiency and thus its capability of reliability-based simulation operation of multi-reservoir hydropower systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydropower Dams
  • Reservoir operation
  • Simulation
  • MODSIM
 
[1]       Grygier, J. C., Stedinger J. R., "Algorithms for Optimizing Hydropower System Operation", Water Resources Research, 1985, 21 (1), 1-10.
[2]       Jothiprakash, V., Arunkumar, R., "Optimization of Hydropower Reservoir Using Evolutionary Algorithms Coupled with Chaos", Water Resources Management, 2013, 1963-1979.
[3]       Arunkumar, R., Jothiprakash, V., "Evaluation of a Multi-Reservoir Hydropower System Using a Simulation Model." ISH Journal of Hydraulic Engineering, 2014, 177-187.
[4]       Afzali, R., Mousavi, S. J., Ghaheri, A., "Reliability-Based Simulation-Optimization Model For Multireservoir Hydropower Systems Operation: Khersan Experience", ASCE Journal of Water Resources Planning and Management, 2008, 134 (1), 24-33.
[5]       Labadie, J. W., Bode, D. A., Pineda, A. M., "Network Model for Decision-Support in Municipal Raw Water Supply", Water Resources Bulletin, 1986, 22 (6), 927-940.
[6]       Labadie, J., "MODSIM: River Basin Network Flow Model for Conjunctive Stream-Aquifer Management, Program User Manual and Documentation", Colorado State University, 1995.
[7]       Labadie, J., Fontane, D., "MODSIM, River Basin Management DSS: Application to the GEUM River Basin", Korea, Final Report, 2003.
[8]       Labadie, J. W., "Optimal Operation of Multireservoir Systems: State-of-the-Art Review", ASCE Journal of Water Resources Planning and Management, 2004, 130 (2), 93-111.
[9]       Chung, F. I., Archer, M. C., DeVries, J. J., "Network Flow Algorithm Applied to California Aqueduct Simulation", J. Water Resources Planning and Management, 1989, 115 (2), pp 131-147.
[10]     Bertsekas, D. P., "Linear Network Optimization", MIT Press, Cambridge, 1991.
[11]     Mousavi, S. J., Shourian, M., "Capacity Optimization of Hydropower Storage Projects Using Particle Swarm Optimization Algorithm", Journal of Hydroinformatics, 2010, 12, 275-291.
]12[   امامی­تبریزی، س.، موسوی، ج.، افضلی، ر.، ":PSO-MODSIMP مدل بهینه­سازی-شبیه­سازی در طراحی و بهره‌برداری بهینه از سیستم­های چندمخزنه برق­آبی"، نشریه مهندسی عمران و نقشه­برداری دانشگاه تهران، 1390، (7) 45، 753-762.
]13[   مهندسین مشاور پارس آب تدبیر و آبان پژوه، "طرح سد مخزنی و نیروگاه برق­آبی خرسان (مطالعات بازنگری مرحله اول)، گزارش برنامه­ریزی منابع آب- تحلیل انرژی و قدرت برق­آبی"، 1378.