بهینه سازی شبکه های آبیاری با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات توسعه یافته و برنامه ریزی خطی

مسئله انتخاب بهترین آرایش برای قطر لوله ها و هد بهینه پمپ طوری که هزینه کل سیستم مینیمم گردد، از خیلی سال قبل توسط مهندسین هیدرولیک مورد توجه بوده است. در این مطالعه از روش های برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط و الگوریتم ازدحام ذرات تکامل و جهش یافته برای بهینهسازی شبکه های آبیاری تحت فشار استفاده می شود، به گونهای که شبکه انتخابی، شامل 16 لوله و 17 گره میباشد. تابع هدف شامل هزینه ثابت سالانه قطر شبکه سیستم آبیاری، و هزینه انرژی عملکرد سالانه می باشد. محدویتهای هیدرولیکی در مسئله بهینهسازی شامل هد فشار گره ها و محدودیتهای سرعت جریان در لوله ها می باشد. داده های ورودی شامل نقشهی شبکه، هزینه لوله ها در همه اندازه های تجاری موجود، هزینه امکانات تولید فشار از قبیل پمپها و محدودیتهای مرزهای بالا و پایین هیدرولیکی می باشد. داده های خروجی قطرهای بهینه لوله ها، هدهای فشار عملکرد و هزینه کل سالانه معادل خط لوله در شبکه آبیاری هستند. نتایج تحلیل هیدرولیکی با اتصال پویا بین دو نرم افزار متلب و EPANET مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. حل بهینه برای شبکه آبیاری اسماعیلآباد توسط الگوریتم فراکاوشی پیشنهادی ازدحام ذرات تکامل و جهش یافته و برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط بهدست آمد و سپس با روش تجربی مقایسه شدند و مشخص شد که الگوریتم فراکاوشی و برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط به ترتیب به مقدار 68/10 درصد و 5/12 درصد نسبت به روش تجربی هزینه کل را کاهش دادهاند. همچنین باتوجه درصد مقادیر کاهش یافته توسط روش ها، مشخص شد که MILP نسبت به DMPSO با کمترین تفاوت شبکه را بهتر بهینه کرده ولی الگوریتم DMPSO سریعتر و با حافظه کمتر به جواب میرسد.