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Pesquisas
Análises de Métodos de Otimização para Eficiência Energética de Estações Elevatórias em Sistemas de Abastecimento

Membros

MSc. Adalberto Aragão de Albuquerque

MSc.Mosefran Barbosa Macedo Firmino

Dr. Wilson Fadlo Curi

 

O desafio em compor um método de associação de ligações dos conjuntos motor-bomba eficiente no conceito de uso de água e energia é um dos principais desafios das empresas de saneamento. Existem várias situações em problemas práticos de engenharia nas quais pesquisadores necessitam minimizar ou maximizar determinadas funções numéricas. As técnicas de otimização já são bastante divulgadas, mas devido à dificuldade de implementação e aos diferentes tipos de aplicação, as novas técnicas vêm ganhado bastante espaço, muitas vezes sem a preocupação inicial de verificar a aplicação das técnicas tradicionais.  Neste trabalho foram feitos diferentes testes da aplicação de métodos de otimização ao problema de acionamento horário ótimo de conjuntos motor-bomba do sistema principal de abastecimento de água da cidade de Campina Grande, PB, com aproximadamente 400 mil habitantes.  Numa primeira análise de desempenho fez-se uso de programações linear (PL) e não linear (PNL) e algoritmos genéticos (AG), onde foi considerado que as variáveis de decisão pudessem assumir valores fracionários.  Além de grandes diferenças no tempo computacional requerido, verificou-se que mudanças nos valores iniciais atribuídos as variáveis de decisão geraram diferentes soluções. Numa segunda análise, voltada a apreciação de métodos que gerassem variáveis de decisão inteiras e binárias, utilizou-se da combinação de técnicas de PL e programação linear inteira e o seu desempenho foi comparado com uma regra de simulação padrão.  Nesta análise observou-se uma economia financeira de 20,27% e de consumo energético de 16,86% da aplicação do método de otimização comparado com o método de simulação padrão.  Finalmente, com o intuito de resolver problemas de grande porte, foi aplicado uma combinação de PL, para gerar um ótimo global, e programação quadrática, para tornar valores fracionários das variáveis de decisão em valores inteiros e minimizar o número de operações liga-desliga, a um sistema aumentado de abastecimento.  Os resultados ótimos operacionais foram obtidos num tempo computacional de 13 segundos com 2 variáveis de decisão fracionárias dentre as 360.

 







GOTA - Grupo de Otimização Total da Água
Prof. Wilson Curi