Análise de transitórios hidráulicos decorrentes da operação otimizada de estações elevatórias

Abstract

Neste trabalho são avaliados os transitórios hidráulicos decorrentes da operação otimizada de uma estação elevatória de uma rede de distribuição de água e os procedimentos operacionais que podem reduzir este problema para assegurar a confiabilidade do sistema. A operação otimizada é obtida utilizando o algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO) e simulações em regime permanente, considerando que as bombas estarão operando com sua velocidade de rotação nominal ou desligadas. Em seguida, as manobras de arranque e paragem definidas são utilizadas num modelo em regime transitório para avaliar as variações de pressão decorrentes da operação otimizada. Os resultados obtidos demonstram que as variações de pressão não são elevadas, mas que, a longo prazo, podem ser significativos na redução da vida útil dos equipamentos hidráulicos. Além disso, observou-se que a variação da demanda num modelo transitório pode causar erros significativos, sendo necessária uma modelação cautelosa neste aspeto. In this work, the hydraulic transients resulting from the optimized operation of a pumping station in a water distribution network are studied and operational procedures to reduce this problem and ensure the reliability of the system are evaluated. An optimal pumping scheduling is obtained using the Particle Swarm Optimization (PSO) and a steady state model considering pumps operating only at their nominal rotational speed or switched off. Then, the pumps schedules are used in a transient model to evaluate the pressure surges of the optimized operation. The results showed that the pressure variation is not high but can be relevant in the reduction of service life of the hydraulic equipment. In addition, it was observed that the demand pattern in the transient model can cause significant errors, and its modeling has to be carefully handled.