Otimização dos custos de energia elétrica na programação da captação, armazenamento e distribuição de água

Abstract

Resumo O problema abordado neste trabalho consiste na redução dos custos de energia elétrica necessária para o funcionamento de bombas hidráulicas, que são utilizadas para captar água de poços artesianos ou estações de tratamento de água para abastecer reservatórios distribuídos por bairros de uma cidade. A população é então atendida por força gravitacional. Como o custo da energia elétrica varia ao longo do dia, é necessário um planejamento do funcionamento das bombas. O problema consiste em decidir quando as bombas devem permanecer ligadas e quando deve haver transferência de água entre os reservatórios para que a demanda de cada reservatório seja atendida, minimizando os custos com energia elétrica. Este problema é modelado como um problema de programação linear inteira, e uma solução heurística é proposta. Experimentos computacionais mostram a eficiência da heurística e como a abordagem pode ser utilizada para analisar o impacto de alterações na infraestrutura do sistema de abastecimento.

A mixed integer programming model and solution method for the operation of an integrated water supply system

“…Soler et al. (2016) proposed a heuristic method for solving the linear‐integer model proposed in Toledo et al. (2008).…”

“…Soler et al. (2016) and De La Vega and Alem (2015), as in Toledo et al. (2008), considered only one hydraulic pump for pumping water per transport segment, but commonly, there is a set of hydraulic pumps, and the system operator must decide how many pumps to switch on.…”

“…However, in some situations, such as the network considered in this paper, linear models can be proposed after assumptions and simplifications in the problem. Among them, we mention the works of Little and McCrodden (1989), Jowitt and Germanopoulos (1992), Puleo et al (2014), Błaszczyk et al (2012), Toledo et al (2008), De La Vega andAlem (2015), and Soler et al (2016).…”

“…The authors proposed a mathematical model of stochastic linear optimization with constraints of robust satisfaction and risk aversion for the problem. Soler et al (2016) proposed a heuristic method for solving the linear-integer model proposed in Toledo et al (2008). Soler et al (2016) and De La Vega and Alem (2015), as in Toledo et al (2008), considered only one hydraulic pump for pumping water per transport segment, but commonly, there is a set of hydraulic pumps, and the system operator must decide how many pumps to switch on.…”

“…Soler et al (2016) proposed a heuristic method for solving the linear-integer model proposed in Toledo et al (2008). Soler et al (2016) and De La Vega and Alem (2015), as in Toledo et al (2008), considered only one hydraulic pump for pumping water per transport segment, but commonly, there is a set of hydraulic pumps, and the system operator must decide how many pumps to switch on. Thus, in the present work, we extend the model presented in Toledo et al (2008) to deal with these new characteristics and we propose a new mixed integer programming (MIP) model for the PSP in water supply systems, which is more realistic with the Brazilian water supply systems.…”