Eletricidade

CONTROLE OPERACIONAL OTIMIZADO DE VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Robert Schiaveto de Souza(1); Fazal Hussain Chaudhry(2); Mauro Polizer(3)

Resumo - Este trabalho formula o problema de controle ótimo em tempo discreto para o ajuste do grau de abertura de válvulas usando a teoria do regulador quadrático linear. As equações do movimento para transientes em tubos rígidos são expressas na notação espaço de estado. A teoria do regulador quadrático linear é utilizada para derivar uma expressão para o abertura ótima das válvulas redutoras de pressão com o propósito de conduzir o sistema à condição de equilíbrio em resposta aos distúrbios externos. A função objetivo é construída para minimizar as oscilações nas vazões e energias, assim como o esforço de controle. A lei de controle realimentado tem uma estrutura linear simples que requer os valores de todas as variáveis de estado. Para a aplicação da teoria do regulador linear em situações reais, onde nem todas as variáveis de estado observadas estão disponíveis, um estimador das variáveis de estado é incluído no sistema discreto realimentado. A aplicação prática é ilustrada calculando-se a resposta ótima de uma rede exemplo sujeita às oscilações das demandas nodais. Os resultados dessas simulações mostram que a técnica do regulador quadrático linear é eficiente na determinação da operação ótima das válvulas de controle.

Abstract - This paper formulates the problem of discrete optimal control of transients in a water distribution network by the adjustment of valve openings using linear quadratic regulator theory. The equations of motion for transients in rigid pipes are expressed in the state space framework. Linear quadratic regulator theory is used to derive an expression for the optimal opening of pressure

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(1) Universidade Federal de Mato Grosso do Sul; Departamento de Hidráulica e Transportes; Rua