Otimização energética da operação de bombas em redes de distribuição de água usando um gêmeo digital no apoio à decisão - Pompeu, Marcos Leno Ferreira (2023)
Este trabalho utiliza um modelo de Programação Linear Inteira e um gêmeo digital no apoio à decisão da otimização energética de um sistema de distribuição de água. Para isso, é apresentada uma metodologia de integração de um sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA, do inglês Supervisory Control and Data Acquisition), um sistema de apoio à decisão (formado por bibliotecas Python que realizam a simulação e análise da rede hidráulica (WNTR, Water Network Tool for Resilience), previsão da demanda de consumo (Prophet) e modelagem do problema de otimização (Pyomo)) e um gêmeo digital de uma rede hidráulica. Essa integração permite que o programa SCADA realize simulações para diversos cenários utilizando o planejamento fornecido pelo sistema de apoio à decisão. O sistema de apoio à decisão realiza a leitura da rede hidráulica modelada no programa EPANET (Environmental Protection Agency Network Evaluation Tool) e envia para o programa SCADA o planejamento de acionamento das bombas, a economia prevista e se as restrições de nível dos reservatórios são atendidas para a demanda de consumo estimada. O planejamento realizado com a demanda de consumo estimada, não garantiu que as restrições de nível dos reservatórios fossem atendidas em alguns períodos. Isso foi resolvido com a associação de regras de controle no planejamento, que possibilitou o atendimento às restrições de nível e uma economia média de 19,5%. Por fim, foi verificado que a economia obtida era reduzida com o aumento da demanda de consumo, devido a redução da capacidade dos reservatórios de armazenar água nos horários em que a energia elétrica tem menor custo. Palavras-chaves: Otimização Energética. Redes de Distribuição de Água. Sistema de Apoio a Decisão. Programação Linear Inteira. Gêmeo Digital