بهینه سازی چندهدفه بهره برداری از سیستم پمپاژ در شبکه های آبرسانی شهری

عملکرد ایستگاه های پمپاژ در شبکه های توزیع آب، روزانه هزینه ی زیادی جهت تأمین انرژی و نیز تعمیر و نگهداری به بهره برداران تحمیل می نماید. در تحقیق حاضر، به منظور کاهش هزینه های ساخت و بهره برداری شبکه های آبرسانی، مدلی براساس الگوریتم بهینه سازی چند هدفه ی ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب nsga-ii در ارتباط با مدل شبیه سازی هیدرولیکی epanet توسعه داده می شود. در این راستا، فرآیند بهینه سازی در دو مرحله پیاده سازی می گردد. در مرحله ی نخست، بهینه سازی با دوهدف کمینه کردن هزینه ی ساخت و کمینه کردن هزینه ی بهره برداری (انرژی) اجرا می شود و در نتیجه ی آن یک جبهه ی پارتو بهینه متشکل از پاسخ هایی برای طراحی شبکه به دست میآید. با برگزیدن یک شبکه منتخب از جبهه ی پارتو در دست، بهینه سازی این بار با دو هدف کمینه کردن هزینه ی انرژی و کمینه کردن هزینه ی تعمیر و نگهداری و از طریق طراحی زمان بندی بهینه برای عملکرد پمپ ها به اجرا در می آید. مدل پیشنهادی بر روی یک شبکه ی آبرسانی تئوری، شبکه vanzyl و یک شبکه ی واقعی، بخشی از شهر باغملک، به کار گرفته شده است. آزمایش انجام شده بر روی شبکه vanzyl به خوبی نشان می دهد که چنان چه اجازه داده شود سطح آب مخزن در انتهای دوره برنامه به اندازه تلورانس مشخصی از مقدار اولیه خود بالاتر یا پایین تر باشد، به کاهش چشم گیر هزینه ی انرژی منجر خواهد شد. این حالت به واقعیت شبکه های آبرسانی نزدیک تر است و به موجب آن 7% کاهش هزینه انرژی در شبکه vanzyl محاسبه شده است. همچنین نتایج به دست آمده از آزمایش انجام شده بر روی شبکه باغملک نشان می دهد که نگاهی توأمان به بهینه سازی ساخت و بهره برداری علاوه بر مدیریت سرمایه گذاری اولیه، عملکرد سیستم در زمان بهره برداری را بهبود خواهد بخشید و از هزینه های مازاد جهت ساخت سیستم، مصرف انرژی و همچنین تعمیر و نگهداری پمپ ها خواهد کاست. این نتایج نشان دهنده ی کاهش 8.5 درصدی هزینه ی انرژی و کاهش50 درصدی تعداد سوییچ کل پمپ ها برای شبکه باغملک می باشد.