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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2013.tde-03092013-135015
Document
Author
Full name
Frederico Keizo Odan
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2013
Supervisor
Committee
Reis, Luisa Fernanda Ribeiro (President)
Wendland, Edson Cezar
Kellner, Erich
Koide, Sérgio
Porto, Rodrigo de Melo
Title in Portuguese
Estudo de confiabilidade aplicado à otimização da operação em tempo real de redes de abastecimento de água
Keywords in Portuguese
Abastecimento de água
Operação em tempo real
Otimização estocástica
Abstract in Portuguese
A presente pesquisa realizou o estudo da confiabilidade aplicado à otimização da operação em tempo real de sistemas de abastecimento de água (SAA). Almeja-se que a otimização da operação em tempo real empregue técnicas que a tornem robusta, ou seja, que considerem as incertezas inerentes a um SAA real. Para tanto, é necessário associar ao modelo de otimização um previsor de demanda e um simulador hidráulico. O previsor produzirá estimativas de demandas futuras para o horizonte desejado, o qual alimentará o simulador, a fim de que sejam determinadas as estratégias operacionais otimizadas para atendimento das demandas previstas. Implementou-se o método de otimização AMALGAM ("A Multialgorithm Genetically Adaptive Method"), juntamente com as demais rotinas computacionais necessárias para integrar o simulador hidráulico (EPANET 2) e o previsor de demanda baseado na Rede Neural Dinâmica (DAN2). O modelo desenvolvido foi aplicado nos setores de abastecimento Eliana, Iguatemi e Martinez, os quais são operados pelo Departamento Autônomo de Água e Esgotos (DAAE) da cidade de Araraquara, SP. Os modelos das redes de água foram calibrados por meio de dados de vazão e carga de pressão coletados em campanhas de campo. As estratégias operacionais resultantes foram comparadas as operações praticadas pelo DAAE, resultando em reduções no custo do consumo de energia de 14%, 13% e 30% para os setores Eliana, Iguatemi e Martinez, respectivamente.
Title in English
Study of reliability applied to real time optimization of operation of water network supply
Keywords in English
Real time operation
Stochastic optimization
Water supply
Abstract in English
This research project proposes the study of reliability applied to real time optimization of operation of water supply network (WSN). It is desired to obtain robust real time optimization of operation through the use of adequate techniques which accounts the inherent uncertainty of a real WSN. To accomplish the task it is necessary to associate to the optimization model a demand forecaster and a hydraulic simulator. The forecaster will produce the future demand for the planning horizon to serve as input for the simulator, so it is possible to obtain the optimized operation to meet the predicted demand. It was implemented the AMALGAM ("A Multialgorithm Genetically Adaptive Method") to serve as optimization model as well as the necessary computational routine to link the EPANET hydraulic simulator as well as the demand forecaster based on DAN2. The developed model was applied to the sectors Eliana, Iguatemi and Martinez, which are part of the water system operated by the Autonomous Department of Water and Sewer (DAAE) of Araraquara, SP. The water network model was calibrated using data collected on field campaign to gather pressure and flow data. The optimized operation was compared to the operation from DAAE, resulting in reduction of energy consumption cost of 14%, 13% and 30% respectively for the sectors Eliana, Iguatemi and Martinez.
 
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Publishing Date
2013-09-06
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • CUNHA, A. A. R., et al. Otimização Energética da Operação de Sistemas de Abastecimento de Água em Tempo Real (XI-022). In 25o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental - ABES, Recife, 2009. Anais do 25o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental - ABES., 2009.
  • LOURENCETTI, F. H., ODAN, F. K., e REIS, L. F. R. ESTUDO DA REPRODUÇÃO DO COMPORTAMENTO HIDRÁULICO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA VIA REDES NEURAIS ARTIFICIAIS (RNA s). In XIX SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HIDRÍCOS-ABRH, Maceió, Alagoas, 2011. Anais do SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HIDRÍCOS-ABRH., 2011.
  • ODAN, F. K., e Reis, L. F. Metamodeling of a Water Supply System using a Self-Adaptive Artificial Neural Network. In 14th Water Distribuition System Analysis, Adelaide, Austrália, 2012. 14th Water Distribuition System Analysis, 2012., 2012.
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