برنامه ریزی بهینه زمان بندی پمپاژ به مخازن شبکه های توزیع آب با کنترل هزینه استهلاک پمپ ها

چکیده مقاله

در شبکه‌های توزیع آب، مقدار قابل‌توجهی از انرژی الکتریسیته برای پمپاژ و انتقال آب به مخازن استفاده می‌شود. برنامه‌ریزی و زمان‌بندی پمپاژ می‌تواند نقش مهمی در مدیریت مصرف انرژی الکتریکی و کاهش هزینۀ آن داشته باشد. هدف از این مطالعه، تعیین برنامۀ زمان‌بندی بهینۀ پمپاژ برای یک افق زمانی 24ساعته است که در آن بتوان در عین تأمین نیاز آبی مصرف‌کنندگان، هزینۀ انرژی الکتریکی مصرفی ناشی از پمپاژ را با درنظرگرفتن محدودیت مربوط به استهلاک پمپ‌ها به حداقل رساند. برای این منظور، مسئلۀ بهینه‌سازی زمان‌بندی پمپاژ آب از چاه‌ها به مخزن در قالب یک مدل برنامه‌ریزی غیرخطی عدد صحیح فرموله شده و برای حل آن از روش شاخه و حد استفاده می‌شود. در این تحقیق، علاوه‌بر هدف کمینه‌کردن هزینۀ پمپاژ، کاهش استهلاک پمپ‌ها در اثر خاموش و روشن شدن‌های مکرر نیز مدنظر است. برای کنترل و کاهش استهلاک پمپ‌‌ها از یک قید در برنامه‌ریزی‌ زمانی پمپاژ استفاده می‌شود. به‌منظور نشان‌دادن کارایی مدل مذکور، شبکۀ آب شهر نوش‌آباد از توابع شهرستان کاشان، به‌عنوان مطالعۀ موردی استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد مدل فرموله‌شده در این مطالعه، به‌خوبی می‌تواند دو هدف مذکور را تأمین کند به‌نحوی‌که خروجی‌های مدل در مقایسه با بهره‌برداری موجود، هم از نقطه‌نظر هزینۀ انرژی و هم استهلاک پمپ‌ها وضعیت به‌مراتب بهتری دارد. به‌طور مشخص، هزینۀ انرژی حتی در حالتی که قید استهلاک پمپ‏ها در پراهمیت ترین حالت خود منظور شده است نیز، در مقایسه با بهره‌برداری تاریخی حدود 15درصد کمتر است.