جزئیات پروژه
-
نام پروژه:
بهینه سازی بهره برداری از ایستگاه پمپاژ در شبکه آبرسانی شهر باغملک -
محل پروژه:
شهر باغملک
اهداف:
• کاهش هزینه تعمیر و نگهداری ایستگاه های پمپاژ در زمان بهره برداری از شبکه آبرسانی
• ارائه برنامه زمان بندی بهینه برای عملکرد ایستگاه های پمپاژ در شبکه های آبرسانی
• کاهش هزینه انرژی مصرفی جهت بهره برداری از شبکه آبرسانی
روش تحقیق:
موضوع بهرهبرداری از شبکههای آبرسانی یک بحث نسبتاً پیچیده میباشد
که اغلب بدون مطالعه و تنها براساس تجربیات گذشته و قضاوت مهندسی انجام میشود. مناسبتر آن است که مدل بهینهسازی برنامه زمانبندی
پمپها در یک سیستم آبرسانی در زمان طراحی شبکه مد نظر قرار گیرد.
با اینحال، پس از طراحی و برای شبکههای در دست بهرهبرداری نیز
این موضوع خارج از دستور کار نیست و میتوان با انجام یک بهینهسازی چند هدفه (Multiobjective) به الگویی جهت کاهش مصرف
انرژی و هزینه های بهرهبرداری دست یافت. جهت رسیدن به اهداف فوق در این مطالعه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی توسعه داده شد.
مدل نهایی هیدرولیک شبکه در قالب یک مسئله بهینه سازی تعریف شد و برای حل آن یک الگوریتم بهینه سازی چند هدفه
نامغلوب بر پایه الگوریتم های ژنتیک (NSGA-II) و به صورت سازگار شونده
(Self-Adaptive) توسعه داده شد. این الگوریتم قادر است ضمن کمینه سازی
توابع هدف شامل هزینه انرژی (شارژ مصرف انرژی و شارژ تقاضا) و هزینه تعمیر و نگهداری (تعداد دفعات سوییچ کردن پمپ ها)، قیود مسئله شامل
میزان تعدی مقادیر فشار از حدود مجاز، حداقل و حداکثر سطح آب مخازن
و تعادل بین عرضه و تقاضا را نیز به تدریج تأمین نماید. متغیرهای
تصمیم گیری در این مدل شامل مدت زمان خاموشی و روشنی کلیه
پمپ های شبکه (3 پمپ) در طول دوره برنامه (24 ساعت) می باشند. فرآیند
شبیه سازی و بهینه سازی تا جایی پیش می رود که مجموعه ای از
پاسخ های بهینه (جبهه پارتو) با رعایت کلیه قیود حاصل شود.
اهم دستاورد ها:
• تأمین کلیه قیود مورد نظر جهت سرویس دهی مطلوب شبکه آبرسانی
• کاهش هزینه تعمیر و نگهداری ایستگاه های پمپاژ، از طریق کاهش تعداد دفعات سوییچ کردن پمپ ها
• بالا بردن قدرت تصمیم گیری کارفرمایان بر اساس امکانات موجود از طریق ارائه چندین طرح بهینه (جبهه پارتو)
• کاهش متوسط هزینه انرژی در اکثر پاسخ های بهینه از طریق کاهش زمان کارکرد پمپ ها در دوره های زمانی پیک مصرف انرژی
• کاهش احتمال آسیب دیدن شبکه در اثر تغییرات ناگهانی فشار از طریق جلوگیری از خاموش و روشن شدن پشت سر هم و بی رویه پمپ ها