Otimização energética da operação de sistemas de abastecimento de água em alta

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dias, Ana Margarida Cerqueira Gonçalves
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/10826
Resumo: O presente documento apresenta um relatório elaborado no âmbito de um estágio curricular na empresa H2OPT, com a duração de seis meses, que teve como tema otimização energética da operação de sistemas de abastecimento de água em alta. O objetivo proposto foi participar no processo de elaboração e análise de uma ferramenta de otimização, que tirando partido dos Algoritmos Genéticos, permite otimizar ao nível energético os sistemas de abastecimento de água. De uma forma introdutória, é feito o enquadramento do tema e são definidos os objetivos para a realização do estágio, definindo um cronograma de trabalhos. É também feita uma abordagem teórica ao tema, partindo de uma breve definição sobre sistemas de abastecimento de água e seus componentes, assim como uma análise sobre otimização energética e os vários métodos utilizados nesta temática. A ferramenta de otimização em causa é desenvolvida em linguagem Python com possibilidade de utilização de packages previamente desenvolvidos, tendo sido utilizado o compilador PyCharm. Para esta ferramenta utilizou-se o package Pyevolve que aplica Algoritmos Genéticos para a resolução do problema de otimização. Para o desenvolvimento da ferramenta também foi utilizado o simulador hidráulico EPANET, onde é possível obter a configuração da rede de abastecimento a considerar, assim como as caraterísticas do sistema. Foi ainda criando um ficheiro Excel onde foram inseridos alguns dados básicos sobre o exemplo em estudo, por forma a permitir ao utilizador uma forma simplificada de interagir com a ferramenta. No que diz respeito ao objetivo principal deste relatório, que se prendia na descrição do que foi permitido estudar ao longo do período de estágio, descreveu-se a metodologia utilizada no estudo da ferramenta de otimização, como a participação no processo de debug e a sugestão algumas melhorias na ferramenta. Foram para isso realizadas análises de sensibilidade das funcionalidades oferecidas pela ferramenta, nomeadamente no que respeita aos parâmetros utilizados pelo Algoritmo Genético, que também são descritas no corpo deste relatório, assim como a pesquisa efetuada previamente que serviu de base para a interpretação dos resultados.
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É também feita uma abordagem teórica ao tema, partindo de uma breve definição sobre sistemas de abastecimento de água e seus componentes, assim como uma análise sobre otimização energética e os vários métodos utilizados nesta temática. A ferramenta de otimização em causa é desenvolvida em linguagem Python com possibilidade de utilização de packages previamente desenvolvidos, tendo sido utilizado o compilador PyCharm. Para esta ferramenta utilizou-se o package Pyevolve que aplica Algoritmos Genéticos para a resolução do problema de otimização. Para o desenvolvimento da ferramenta também foi utilizado o simulador hidráulico EPANET, onde é possível obter a configuração da rede de abastecimento a considerar, assim como as caraterísticas do sistema. Foi ainda criando um ficheiro Excel onde foram inseridos alguns dados básicos sobre o exemplo em estudo, por forma a permitir ao utilizador uma forma simplificada de interagir com a ferramenta. No que diz respeito ao objetivo principal deste relatório, que se prendia na descrição do que foi permitido estudar ao longo do período de estágio, descreveu-se a metodologia utilizada no estudo da ferramenta de otimização, como a participação no processo de debug e a sugestão algumas melhorias na ferramenta. Foram para isso realizadas análises de sensibilidade das funcionalidades oferecidas pela ferramenta, nomeadamente no que respeita aos parâmetros utilizados pelo Algoritmo Genético, que também são descritas no corpo deste relatório, assim como a pesquisa efetuada previamente que serviu de base para a interpretação dos resultados.The following document presents a report developed within an internship under purview of the company H2OPT, with a duration of six months, with the subject of energy optimization for high water supply systems operation. The proposed goal was to participate in the formulation and analysis process of an optimization tool, which taking advantage of genetic algorithms, allows to optimize the necessary energy to run a water supply system. As an introduction, there’s a framework of the subject and the objectives for the duration of the internship are defined, by setting a schedule of works. There is also a theoretical approach to the subject, starting with a brief description of water supply systems and their components, as well as analysis of energy optimization and the various methods used in this matter. The optimization tool in question is developed in Python programming language, which allows the usage of previously developed packages, having been used the compiler Pycharm. For this tool, the used package was Pyevolve, which applies genetic algorithms to solve the optimization proposition. EPANET software was also used in the development of the before mentioned tool, which is a hydraulic simulator that makes it possible to obtain the configuration of the supply network to consider, as well as the system’s features. An Excel file containing some basic data about the sample under study was also created, so as to allow the user a simple way to interact with the tool. Regarding the main objective of this report, which consisted in the description of what was studied during the internship period, it’s chosen to describe the methodology used in the study of the optimization tool, such as the participation in the debugging process and suggestion of some improvements on the tool. For that, sensitivity analysis of its functionalities were held, particularly with regard to the parameters used by the genetic algorithm, which are also described in this report, as well as the research previously conducted that formed the basis for the interpretation of results.Vivas, Eduardo Bruno de FreitasRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoDias, Ana Margarida Cerqueira Gonçalves2018-11-20T01:30:15Z20162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/10826TID:201749165porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-04-12T01:46:39Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/10826Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:30:58.768191Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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