بهينه‌سازي مصرف انرژي در شبكه‌هاي توزيع آب با استفاده از پمپ‌هاي با دور متغير

در سال‌هاي اخير، با گسترش شهرسازي و بزرگتر و پيچيده‌تر شدن شبكه‌هاي آبرساني، نياز به مصرف انرژي جهت انجام فرآيند تأمين و توزيع آب افزايش پيدا كرده است. پمپاژ آب به انرژي زيادي احتياج دارد كه هزينه تأمين اين انرژي بخش قابل‌توجهي از هزينه‌هاي دوران بهره‌برداري از شبكه را در بر مي‌گيرد. در اين تحقيق، بهره‌برداري هوشمند از اين زيرساخت‌ها با استفاده از ابزارهاي بهينه‌سازي و مدل‌هاي رياضي مورد توجه قرار گرفته است تا با افزايش راندمان ايستگاه‌هاي پمپاژ در مناطق شهري و كاهش هزينه‌ها مفيد واقع شود. هدف اصلي اين تحقيق دست‌يابي به بهترين بازده مصرف انرژي در شبكه‌هاي توزيع آب (كاهش مصرف انرژي و هزينه‌هاي آن) در حين تأمين ديگر اهداف بهره‌برداري (تأمين فشار گرهي و غيره) است. مدل هيدروليكي شبكه، ايستگاه پمپاژ و تجهيزات كنترلي توسط حل‌گر هيدروليكي EPANET شبيه‌سازي شده است. كوپل حل‌گر هيدروليكي با الگوريتم تكامل تفاضلي‌ (DE) به عنوان الگوريتم جستجوي تصادفي براي تنظيم بهينه دور موتور پمپ‌هاي شبكه توزيع آب بكار گرفته شده است. تنظيم بهينه دور موتور پمپ‌ها موضوعي است كه در تحقيقات پيشين با در نظر گرفتن سري تاريخي داده‌هاي مصرف آب، مورد تحقيق قرار نگرفته است. شبكه توزيع آب شهر حسن‌آباد تهران براي مطالعه موردي انتخاب و الگوي بهينه دور پمپ‌ها بصورت يك سياست بهره‌برداري استخراج شده است. نتايج نشان مي‌‌دهد كه اين رويكرد مصرف انرژي را نسبت به وضعيت موجود شبكه 47284.42 كيلووات-ساعت معادل 9.6 درصد كاهش مي‌دهد. همچنين در ساعت اوج مصرف آب، رويكرد ارائه شده توانسته است ميزان انرژي مصرفي را 19914.4 كيلووات-ساعت معادل %74.3 كاهش دهد.