Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Fernanda Cordeiro de Carvalho (fernandacordeiro@bce.unb.br) on 2014-05-19T15:34:20Z
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2014_DiogoValadãodeBritoGebrim.pdf: 9366889 bytes, checksum: 05bec7e5017817e71b4ad80d8a20db07 (MD5) / O trabalho desenvolveu um modelo de otimização, com foco na redução dos custos de energia
elétrica, para aplicação no planejamento operacional de sistemas de abastecimento de água. O
modelo foi aplicado ao caso do sistema de abastecimento do Rio Descoberto, no Distrito Federal,
que é de um sistema de grande porte, com capacidade de produção de 5.300 l/s, onde foram
considerados 32 elementos, entre bombas e válvulas, que podem ser comandados para que o
abastecimento seja realizado com sucesso. O modelo utiliza o simulador EPANET para
representação do comportamento hidráulico e a técnica de algoritmos genéticos para a busca da
solução otimizada. Foi desenvolvido um código computacional em linguagem C++, que
implementa a biblioteca de algoritmos genéticos apresentado por Wall (1996), em conjunto com as
rotinas da Tollkit Library do EPANET, de forma a testar diversas soluções de operação e encontrar
a que produz os melhores resultados. Cada solução encontrada foi avaliada por uma função
aptidão, que considerou, além do custo de energia, o atendimento às restrições operacionais
expressas em termos de penalidade. Para a demanda de água foram adotados valores médios
mensais que representaram o comportamento característico do sistema estudado para um período
de 24h. Apesar da dimensão e da complexidade do sistema de abastecimento, os resultados
demonstraram que o modelo de otimização é capaz de encontrar regras operacionais condizentes
com as adotadas pelo Centro de Controle Operacional da CAESB, com redução do custo de
energia, porém com um número excessivo de acionamentos de bombas e válvulas. A otimização
consumiu um tempo computacional elevado, o que inviabilizaria a aplicação do modelo na
operação em tempo real. A qualidade dos resultados obtidos indica que existe viabilidade de
aplicação do modelo no auxílio à operação de sistemas de abastecimento, porém há necessidade
de ajustes na abordagem para que se reduza o número de acionamentos de bombas e válvulas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents an optimization model with a focus on reducing energy costs for application in
operational management in the Descoberto river water supply system in Federal District – Brazil. It
is a large water supply system, with production capacity of 5.3 m3/s, in which were considered 32
elements, including pumps and valves, that can be triggered in order to successfully accomplish
the water supply. The optimization model uses the EPANET simulator for representation of the
hydraulic behavior and genetic algorithms to minimize pumping costs. A C++ computer code was
developed to test the alternatives and find a near-optimal solution. Each solution was evaluated by
a fitness function that considered, in addition to energy cost, the compliance with operational
constraints expressed in terms of penalties. The water demand in the network was represented by
the average behavior of the system studied for a period of 24h. Despite the water supply system
size and complexity, the results show that the optimization model is able to find operating rules
compatible with the rules adopted by the Operational Control Center of CAESB, with energy cost
reduction, but leading to excessive pump/valve switches. Large computation time was required by
the optimization which impair the application of the model for real time operation. The quality of the
results obtained indicates that there is feasibility in applying the model to assist the operational
planning, but there is need to improve the model to reduce the pumps and valves switches.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/15620 |
| Date | 13 December 2013 |
| Creators | Gebrim, Diogo Valadão de Brito |
| Contributors | Koide, Sérgio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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