Chào mừng bạn đến website của Viện Quy hoạch Thủy lợi

Luận văn tiến sĩ: Sử dụng các phương pháp tối ưu đa mục tiêu để đánh giá và tối ưu hóa vận hành hồ chứa - Nghiên cứu điển hình cho hồ chứa Hòa Bình

Mục tiêu của nghiên cứu là nhằm đánh giá vận hành của hồ Hòa Bình và xem xét khả năng cải thiện quy trình vận hành hồ thông qua áp dụng lý thuyết phân tích hệ thống và các phương pháp tối ưu. Nghiên cứu cũng tạo ra một cơ sở ban đầu để tiếp tục nghiên cứu tối ưu vận hành liên hồ trên toàn lưu vực sông Hồng trong tương lai. Cuối cùng, nghiên cứu này là nơi để xây dựng, thử nghiệm và so sánh các phương pháp tối ưu vận hành hồ chứa

Nghiên cứu gồm 6 chương. Chương 1 mô tả khái quát hệ thống lưu vực sông Hồng nói chung và hồ chứa Hòa Bình nói riêng, đồng thời xác định ba mục tiêu chính cần tối ưu đó là phát điện, kiểm soát lũ (giảm mực nước lũ tại Hà Nội) và cấp nước (giảm lượng nước thiếu hụt tại Sơn Tây). Chương 2 trình bày mô hình toán của hệ thống, bao gồm cả mô hình vật lý và mô hình hộp đen. Chương 3 áp dụng Quy hoạch động sử dụng tài liệu lịch sử (Deterministic Dynamic Programming - DDP) đã đưa ra giá trị tốt nhất của hàm mục tiêu có thể đạt được từ vận hành hồ chứa khi biết trước dòng chảy đến. Mặc dù dung tích của hồ Hòa Bình không đủ để giảm mực nước tại Hà nội, trong mọi trường hợp, xuống dưới 9.5m, kết quả nghiên cứu đã cho thấy rằng tiềm năng cho việc cải thiện vận hành hồ chứa là rất lớn. Chương 4 và 5 áp dụng các phương pháp tối ưu khác nhau, bao gồm Stochastic Dynamic Programming (SDP), Implicit Stochastic Optimization (ISO), và một phương pháp mới mà kết hợp giải thuật di truyền cho bài toán tối ưu đa mục tiêu (Evolutionary Multi-Objective Optimization - EMO) với Mạng trí tuệ nhân tạo (Artificial Neural Network - ANN). Kết quả của các chương này cho thấy rằng có thể tìm thấy rất nhiều quy trình vận hành hồ cho giá trị cả ba hàm mục tiêu tốt hơn quá khứ. Các quy trình này cải thiện đáng kể lượng điện và giảm nhiều lượng nước thiếu hụt nhưng chỉ cải thiện được rất ít đối với kiểm soát lũ. Để khắc phục hạn chế này, nghiên cứu đã khai thác các tài liệu có sẵn về khí tượng thủy văn nhằm dự báo lũ trước cho việc vận hành hồ bằng việc sử dụng một phương pháp mới về chọn lọc biến (Input Variable Selection - IVS) kết hợp với EMO và ANN (EMO_exo). Chương cuối, nghiên cứu so sánh các kết quả, hiệu quả của các phương pháp tối ưu cũng như tính ứng dụng thực tế của chúng đối với quản lý vận hành hồ Hòa Bình. Cuối cùng các hạn chế của nghiên cứu này và hướng nghiên cứu trong tương lai theo quan điểm của tác giả cũng được chỉ ra.

Hình vẽ trong bài thể hiện kết quả tính toán tối ưu vận hành hồ chứa bằng các phương pháp khác nhau. Giả sử sai số của mô hình là ở mức cho phép thì các phương án vận hành hồ tìm được đều tốt hơn quá khứ.

 

Chi tiết với file PDF, vui lòng liên hệ tác giả tại địa chỉ quachthixuan@gmail.com.

Thực hiện:                     Quách Thị Xuân

Hướng dẫn:                   Professor Rodolfo Soncini Sessa

Đồng hướng dẫn:           Dr. Andrea Castelletti

Dr. Francesca Pianosi

Khoa:                           Điện tử thông tin

Trường:                        Đại học Bách khoa Milan

Khóa:                           24 (2009-2011)

TS. Quách Thị Xuân (Theo Phòng Khoa học Kỹ thuật - Viện QHTL)

Top