Determinação do Padrão ótimo para o Custo

Páginas: 6 (1497 palavras) Publicado: 15 de maio de 2014
DETERMINAÇÃO DO PADRÃO DE OPERAÇÃO ÓTIMO PARA O CUSTO
ENERGÉTICO DE UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Resumo: Empresas de saneamento, focadas na excelência do abastecimento de água à população, se lançam no projeto para bombeamento de hídrico buscando processos que minimizem seu custo energético (CE). Esse sistema otimizado de distribuição de água de uma cidade do interior de São Paulo(Programação Linear - PL) se utiliza de 2 bombas e 3 reservatórios, no período de 24 afim de diminuir custo, porém obedecendo normas, cujos resultados obtidos mostraram-se satisfatórios à empresa, a população e ao meio ambiente.

1. Introdução
Para o processo de bombeamento e tratamento de água e esgoto, a energia elétrica consumida no Brasil chega ultrapassar 2% . Desse percentual , cerca de90% se devem às elevatórias dos sistemas de abastecimento de água.
Acredita-se que através de ferramentas computacionais de otimização chega-se a economia de até 30%, representando dezenas/centenas de milhões de dólares.
Assim, a transformação do problema físico (sistema hídrico) em um problema matemático se faz importante para minimizar gastos, atendendo às exigências do sistema, comodemanda, manutenção e restrições hidráulicas.
Na busca por minimizar o custo energético, a pesquisa desenvolveu um modelo de otimização considerando restrições hidráulicas, demanda, padrão ótimo de funcionamento das bombas, apresentando um algoritmo para Programação Linear em uma cidade no interior do Estado de São Paulo.
A avaliação foi elaborada com as tarifas da concessionária, que variamdevido ao horário, e obedecendo as restrições do sistema para otimização dos custos. Resultando, assim, em um padrão para o funcionamento das bombas por hora.


2 Fundamentação Teórica
A água chega até os consumidores por sistema de distribuição confiável (composto de tubulações, bombas, tanques, etc) , atendendo as suas necessidades de consumo, com custos operacionais mínimos (energia emanutenção), o qual só é possível com conhecimento e domínio dos parâmetros do sistema.
Nos últimos 25 anos muitas pesquisas e muitos estudos foram realizados buscando novas técnicas que minimizam os custos, bem como projetos de distribuição de água utilizando algoritmos de otimização.
Programação linear, programação dinâmica, otimização de fluxo em redes , redes neurais artificiais (RNA) ealgoritmos genéticos são técnicas importantes que vem sendo utilizadas na solução de problemas hídricos. Pelos trabalhos realizados, há preferência pela programação linear por sua adequação para problemas de grandes dimensões, por ser desnecessária uma política inicial e sub-rotinas disponíveis.
Na literatura atual podemos encontrar experiências que obtiveram êxito utilizando PO para redução de custosoperacionais nos sistemas de distribuição de água. Os algoritmos podem ter várias metas, como redução da vazão bombeada, associada a despesa de energia elétrica que é o principal custo.
Algumas posições podem ser tomadas para reduzir o consumo de energia elétrica de sistemas de abastecimento, sabendo que a maior parte do custo energético é associada à operação de bombas. As medidas são:conhecimento do sistema tarifário; redução da potência do equipamento; alteração do sistema operacional; automação do sistema de abastecimento de água; geração de energia via fontes alternativas de energia elétrica.
Um padrão ótimo de operação de bombas pode reduzir os custos, assim, o foco deste estudo é a redução de custo de energia elétrica para operação das bombas.
3. Metodologia
Iniciou-se comcoleta de dados para montagem do sistema hídrico e escopo da pesquisa. As informações foram obtidas de banco de dados com histórico de operação do sistema, assim como planilhas com dados de capacidade e cota dos reservatórios, potência e vazão das bombas. Utilizou-se como metodologia a Programação Linear (PL).
Minimizar ou maximizar um valor “z” é a função objetivo (FO) do modelo de programação...
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