بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه های توزیع آب با استفاده از پمپ های با دور متغیر

در سال های اخیر، با گسترش شهرسازی و بزرگتر و پیچیده تر شدن شبکه های آبرسانی، نیاز به مصرف انرژی جهت انجام فرآیند تامین و توزیع آب افزایش پیدا کرده است. پمپاژ آب به انرژی زیادی احتیاج دارد که هزینه تامین این انرژی بخش قابل توجهی از هزینه های دوران بهره برداری از شبکه را در بر می گیرد. در این تحقیق، بهره برداری هوشمند از این زیرساخت ها با استفاده از ابزارهای بهینه سازی و مدل های ریاضی مورد توجه قرار گرفته است تا با افزایش راندمان ایستگاه های پمپاژ در مناطق شهری و کاهش هزینه ها مفید واقع شود. هدف اصلی این تحقیق دست یابی به بهترین بازده مصرف انرژی در شبکه های توزیع آب (کاهش مصرف انرژی و هزینه های آن) در حین تامین دیگر اهداف بهره برداری (تامین فشار گرهی و غیره) است. مدل هیدرولیکی شبکه، ایستگاه پمپاژ و تجهیزات کنترلی توسط حل گر هیدرولیکی EPANET شبیه سازی شده است. کوپل حل گر هیدرولیکی با الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) به عنوان الگوریتم جستجوی تصادفی برای تنظیم بهینه دور موتور پمپ های شبکه توزیع آب بکار گرفته شده است. تنظیم بهینه دور موتور پمپ ها موضوعی است که در تحقیقات پیشین با در نظر گرفتن سری تاریخی داده های مصرف آب، مورد تحقیق قرار نگرفته است. شبکه توزیع آب شهر حسن آباد تهران برای مطالعه موردی انتخاب و الگوی بهینه دور پمپ ها بصورت یک سیاست بهره برداری استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که این رویکرد مصرف انرژی را نسبت به وضعیت موجود شبکه ۴۲/۴۷۲۸۴ کیلووات-ساعت معادل ۶/۹ درصد کاهش می دهد. همچنین در ساعت اوج مصرف آب، رویکرد ارائه شده توانسته است میزان انرژی مصرفی را ۴/۱۹۹۱۴ کیلووات-ساعت معادل %۳/۷۴ کاهش دهد.

کلیدواژه ها:

انرژی ، بهینه سازی ، الگوریتم تکامل تفاضلی ، شبکه های توزیع آب ، ایستگاه پمپاژ