Análise e optimização de sistemas de abastecimento de água

• Autor(a) principal: Pereira, Bruno Daniel Cordeiro
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/11977
• topic: Engenharia mecânica - Teses de mestrado; Sistemas de abastecimento de água - Optimização; Eficiência energética; Análise de custos

Os res entes onsumos de água geram preo upações rela ionadas om a sua distribuição. A ne essidade de fazer hegar a água a entros popula ionais impli a elevados ustos energéti os e nan eiros, pois não existe ontrolo so- bre o bombeamento de água para torres de abaste imento ou reservatórios, a partir das quais se disponibiliza água a uma população, serviços ou indústria. A adaptação do bombeamento de água às tarifas energéti as pode permitir poupanças avultadas a quem exe uta esse bombeamento. Este trabalho é parte integrante de um proje to de desenvolvimento de um software apaz de, através de modelação hidráuli a e ferramentas matemáti as, minimizar os ustos de bombeamento e ontrolar as bombas do sistema de abaste - imento de água. Nesta dissertação foram implementados e testados dois algoritmos de optimização para omparar a apa idade de minimização de ustos rela ionados om o bombeamento da água. Os métodos de optimiza- ção sele ionados foram o algoritmo L-BFGS-B (Limited memory algorithm for bound onstrained optimisation), um método de optimização lássi o, e o algoritmo εDE (epsilon onstrained Di erential Evolution), um método metaheurísti o. Os algoritmos sele ionados foram testados em funções de teste, tendo o algoritmo εDE obtido bons resultados em todas as funções testadas, enquanto que o algoritmo L-BFGS-B in orreu em di uldades em funções mais omplexas. Os dois algoritmos foram testados em duas redes ben hmark distintas. Uma rede, denominada Rede Bási a, de nida apenas pelos elementos essen iais e uma rede malhada denominada rede Walski 489, mais omplexa, que in lui duas bombas. Em ambas as redes ben h- mark testadas foram obtidas reduções de ustos por ambos os algoritmos implementados. O algoritmo L-BFGS-B provou ser o mais rápido dos al- goritmos implementados, enquanto que o algoritmo εDE obteve resultados superiores para a rede mais omplexa (rede Walski). Este algoritmo, devido ao fa to de testar a violação das restrições em primeiro lugar este tem maior tendên ia a produzir resultados que não violem essas ondições. Foi riada uma interfa e grá a que permite o ontrolo do pro esso e a apresentação de dados resultantes das optimizações efe tuadas.