{pt_PT=Water Supply System Operation Optimization to Reduce Energetic Costs -Águas do Algarve Case Study} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Os sistema de abastecimento de água têm-se vindo a tornar em estruturas muito ineficientes, como consequência do aumento abrupto de população o que levou a um aumento da procura de água. Este fenómeno causou uma necessidade imediata da construção destas estruturas causando alguns defeitos nas mesmas. Esses defeitos uma perda de eficiência energética, e desperdício de água. Este problema tem sido estudado ao longo dos últimos anos e soluções encontradas incluem: i) otimização do tamanho das tubagens; ii) bombas de velocidade variável; iii) substituição de bombas; iv) otimização de operações. Destas alternativas, a que tem menor custo relacionado é a otimização de operações. A melhor maneira de optimizar estas operações é através da optimização do horário das bombas. Ao otimizar o horário das bombas consoante a tarifa, podemos garantir não só que se obtém o menor custo possível, mas também uma maior eficência energética. Para resolver o problema do horário de bombas, foi criado um algoritmo emparelhado com um silmulador hidraúlico de forma a minimizar o custo em conjunto com a diminuição do desgaste das bombas. Para isso foram aplicados métodos de redução do número de vezes que as bombas são ligadas e do número de horas que as bombas trabalham consecutivamente. Para resolver este problema desenvolveu-se um algoritmo do tipo Evolutionary Strategy em python, emparelhado com um simulador hidráulico. O objectivo é encontrar soluções que permitam estudar o trade-off entre minimização de custo e diminuição do desgate das bombas., en=Water supply systems have become very inefficient due to population growth and increasing demand. To accommodate these changes, an immediate need for these structures was created and many systems were design with considerable faults. These faults create leakages, lack of pressure, incorrect pipe diameters, inefficient operations or deterioration within the pipes, leading to energy efficiency decrease. This problem has been widely studied and some of the solutions found include : i) pipe sizing optimization; ii) variable speed pumps; iii) pumps replacement; iv) operations optimization. Of the aforementioned the least-cost alternative is the optimization of operations. The most effective way to optimize these operations is through the optimization of the pump schedule. By optimizing the schedule of pumps according to tariff, we can guarantee that not only the costs will be lowered, but the energy efficiency will improve as well. To solve the pump switching problem, an algorithm was created and paired with an hydraulic simulator software in order to minimize costs and the wear of tear of pumps.This was done by using surrogate methods to decrease both the number of pump switches and the amount of hours pump work continuously. For this an Evolutionary Strategy optimization technique was used using python, paired with the EPANET simulator. The main goal is to provide data to perform a trade-off analysis between wear and tear of pumps and the overall cost of the WSS energy consumption.}

Discussão: setembro 23, 2021, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

João Mirante Granate (ist426424)

ORIENTADOR

Daniel Rebelo dos Santos

Departamento de Engenharia e Gestão (DEG)

Professor Auxiliar Convidado