Aplicação do algoritmo de enxame de partículas na otimização do custo energético de bombas de velocidade variável

Abstract

As estratégias de operação dos sistemas de abastecimento de água (SAA) objetivam o abastecimento público ininterrupto, muito embora comumente negligenciem a oscilação da tarifa energética diária. Isso proporciona um acréscimo significativo no custo energético das bombas. Entretanto, além de utilizar eficientemente a tarifa, é necessário considerar também o vasto horizonte de combinações exequíveis de estratégias operacionais, a demanda hídrica variante e a manutenção dos níveis de água nos reservatórios e das pressões nas extremidades dentro de intervalos preestabelecidos. Neste cenário, realizou-se este trabalho, cujo objetivo é determinar perfis diários de velocidade das bombas de um SAA, objetivando a minimização do custo energético diário. Para isso, desenvolveu-se um modelo computacional que opera acoplado ao simulador hidráulico EPANET. O modelo fundamenta-se na técnica meta-heurística PSO (Otimização por Enxame de Partículas), sendo a variável de decisão a velocidade das bombas. Essa técnica procura por estratégias com custo energético reduzido, enquanto o EPANET analisa o desempenho hidráulico. Os resultados evidenciaram a eficácia do PSO na determinação de uma quantidade satisfatória de estratégias de operação e na redução do tempo demandado nessa tarefa. Assim, considera-se que a metodologia desenvolvida pode auxiliar a operação de SAAs, visando à otimização energética. Palavras-chave: Bombas de rotação variável. Eficiência energética. Otimização.