Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / COSTA, L.H.M. UtilizaÃÃo de um algoritmo genÃtico hÃbrido na operaÃÃo de sistemas
de abastecimento de Ãgua com Ãnfase na eficiÃncia energÃtica. Fortaleza,
2010. 146 p. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do CearÃ, Fortaleza, 2010.
Em geral, as regras operacionais dos Sistemas de Abastecimento de Ãgua (SAAs)
visam à garantia da continuidade do abastecimento pÃblico, sem a consideraÃÃo da
variaÃÃo da tarifa energÃtica ao longo do dia. Este fato ocasiona o aumento do custo
energÃtico gerado pelos motores das bombas em funcionamento. Entretanto, alÃm
da utilizaÃÃo eficiente da tarifa energÃtica, outros aspectos devem ser considerados
na operaÃÃo de um SAA tais como, a gama de combinaÃÃes possÃveis de regras
operacionais, a variaÃÃo da demanda hÃdrica e a manutenÃÃo dos nÃveis dos reservatÃrios
e das pressÃes nos pontos de consumo dentro de seus limites prÃestabelecidos.
Isto motivou o desenvolvimento desta pesquisa, que tem como objetivo
fornecer ao operador condiÃÃes de operacionalidade nas estaÃÃes elevatÃrias do
sistema de forma racional, nÃo dependendo somente de sua experiÃncia profissional.
Desta forma, apresenta-se neste trabalho um modelo computacional de apoio Ã
tomada de decisÃo com vistas à minimizaÃÃo dos gastos com energia elÃtrica. Para
tanto, fundamenta-se na junÃÃo da tÃcnica dos Algoritmos GenÃticos (AGs) e do simulador
hidrÃulico EPANET. O AG Ã responsÃvel pela busca de estratÃgias operacionais
com custo energÃtico reduzido, enquanto que a avaliaÃÃo do desempenho
hidrÃulico dessas estratÃgias à feita pelo EPANET. AlÃm disso, devido à alta aleatoriedade
caracterÃstica dos AGs, foi incorporado ao mesmo um conjunto de algoritmos
determinÃsticos visando tornar o processo o menos estocÃstico possÃvel. Com o
acoplamento destes algoritmos ao AG padrÃo desenvolveu-se um Algoritmo GenÃtico
HÃbrido (AGH). A metodologia proposta foi avaliada por meio de trÃs estudos de
casos, sendo dois hipotÃticos e um real, localizado na cidade de OurÃm, em Portugal.
Os resultados obtidos nos trÃs estudos de caso demonstram a superioridade do
AGH em relaÃÃo ao AG padrÃo, tanto pelo encontro de melhores soluÃÃes, como na
reduÃÃo considerÃvel do tempo computacional demandado para tal feito. Finalmente,
espera-se que o desenvolvimento dessa metodologia possa contribuir para o uso
de modelos de otimizaÃÃo na operaÃÃo de SAAs em tempo real. / COSTA, L.H.M. Use of hybrid genetic algorithm in the operation in water supply system
considering energy efficiency. Fortaleza, 2010. 146 p. Thesis (Doctorate) -
Federal University of CearÃ, Fortaleza, 2010.
In general, operational rules applied to water distribution systems are created to assure
continuity of the public water supply, without taking into account variations of the
energy costs during a day. This causes an elevation of the energy costs due to the
pumps. Furthermore besides rational use of energy by the pumps, there are other
aspects which should be considered in order to achieve an optimized operation of a
water transmission system, such as the daily variation of the water demand and the
requirements regarded minimum and maximum water levels in the tanks and pressure
requirements in the nodes of the water network. The objective of the present
work is to develop a computer code which will determine on optimized operation rule
for the system which will reach minimum costs of energy used by the pumps. The
system is based in the use of Genetic Algorithms (GA) and the hydraulic network
computer system EPANET. The GA for of the system is responsible for the search for
rules of low energy costs and the hydraulic calculations are done by EPANET. Besides,
one major innovation proposed by this research is the introduction of the Hybrid
Genetic Algorithm which in order to reduce the stochastic standard aspect of the
GA. The proposed methodology was applied to three study cases: two hypothetical
and one real which was located in the city of the OurÃm, Portugal. The results of
these three study cases clearly show the superiority of the hydrid GA over the standard
GA. The hybrid GA not only obtained better solution but also took much less
time to run. Finally, it is expected that the use of this methodology will lead to more
real time applications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:3579 |
| Date | 31 May 2010 |
| Creators | Luis Herinque MagalhÃes Costa |
| Contributors | Marco AurÃlio Holanda de Castro, Horst Frischkorn, John Kenedy de AraÃjo, Mariano de Franca Alencar Neto, Cristiano das Neves Almeida |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia Civil, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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