Aplicação do algoritmo de enxame de partículas na otimização do custo energético de bombas de velocidade variável
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Data de Publicação: | 2022 |
Outros Autores: | , , |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68777 |
Resumo: | The strategies of operation of the water supply systems (WSS) aim at the uninterrupted public supply, although they commonly neglect the oscillation of the daily energy tariff. This provides a significant increase in the energy cost of the pumps. However, in addition to efficiently using the tariff, it is also necessary to consider the broad horizon of feasible combinations of operational strategies, water varying demand and the maintenance of water levels in the reservoirs and the pressure in the extremities within pre-established intervals. In this scenario, this work was carried out, whose objective is to determine daily speed profiles of the pumps of an SAA, aiming at minimizing the daily energy cost. For this, a computational model was developed that operates in conjunction with the EPANET hydraulic simulator. The model is based on the meta-heuristic technique PSO (Particle Swarm Optimization), being the decision variable the speed of the pumps. This technique looks for strategies with reduced energy costs while EPANET analyzes hydraulic performance. The results evidenced the effectiveness of the PSO in determining a satisfactory amount of operating strategies and reducing the time required in this task. Thus, it is considered that the methodology developed can help the operation of WSSs, aiming at energy optimization. |
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Aplicação do algoritmo de enxame de partículas na otimização do custo energético de bombas de velocidade variávelApplication of the particle swarm algorithm in the optimization of the energy cost of variable speed pumpsBombas de rotação variávelEficiência energéticaOtimizaçãoThe strategies of operation of the water supply systems (WSS) aim at the uninterrupted public supply, although they commonly neglect the oscillation of the daily energy tariff. This provides a significant increase in the energy cost of the pumps. However, in addition to efficiently using the tariff, it is also necessary to consider the broad horizon of feasible combinations of operational strategies, water varying demand and the maintenance of water levels in the reservoirs and the pressure in the extremities within pre-established intervals. In this scenario, this work was carried out, whose objective is to determine daily speed profiles of the pumps of an SAA, aiming at minimizing the daily energy cost. For this, a computational model was developed that operates in conjunction with the EPANET hydraulic simulator. The model is based on the meta-heuristic technique PSO (Particle Swarm Optimization), being the decision variable the speed of the pumps. This technique looks for strategies with reduced energy costs while EPANET analyzes hydraulic performance. The results evidenced the effectiveness of the PSO in determining a satisfactory amount of operating strategies and reducing the time required in this task. Thus, it is considered that the methodology developed can help the operation of WSSs, aiming at energy optimization.As estratégias de operação dos sistemas de abastecimento de água (SAA) objetivam o abastecimento público ininterrupto, muito embora comumente negligenciem a oscilação da tarifa energética diária. Isso proporciona um acréscimo significativo no custo energético das bombas. Entretanto, além de utilizar eficientemente a tarifa, é necessário considerar também o vasto horizonte de combinações exequíveis de estratégias operacionais, a demanda hídrica variante e a manutenção dos níveis de água nos reservatórios e das pressões nas extremidades dentro de intervalos preestabelecidos. Neste cenário, realizou-se este trabalho, cujo objetivo é determinar perfis diários de velocidade das bombas de um SAA, objetivando a minimização do custo energético diário. Para isso, desenvolveu-se um modelo computacional que opera acoplado ao simulador hidráulico EPANET. O modelo fundamenta-se na técnica meta-heurística PSO (Otimização por Enxame de Partículas), sendo a variável de decisão a velocidade das bombas. Essa técnica procura por estratégias com custo energético reduzido, enquanto o EPANET analisa o desempenho hidráulico. Os resultados evidenciaram a eficácia do PSO na determinação de uma quantidade satisfatória de estratégias de operação e na redução do tempo demandado nessa tarefa. Assim, considera-se que a metodologia desenvolvida pode auxiliar a operação de SAAs, visando à otimização energética.Revista DAE2022-10-11T17:30:28Z2022-10-11T17:30:28Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articleapplication/pdfCASTRO, M. A. H. et al. Aplicação do algoritmo de enxame de partículas na otimização do custo energético de bombas de velocidade variável. Revista DAE, São Paulo, v. 70, n. 235, p. 31-46, 2022. DOI: https://doi.org/10.36659/dae.2022.0180101-6040http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68777Costa, José Nilton de AbreuCastro, Marco Aurélio Holanda deCosta, Luis Henrique MagalhãesBarbosa, João Marcelo Costainfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFC2023-12-06T17:49:51Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/68777Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:35:26.251314Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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