Çok pompalı su terfi istasyonları için enerji verimli bir kontrol yaklaşımı

Abstract

Su pompalama sisteminde optimizasyonun önemi, belirli bir zaman dilimindeki talebin karşılanması ve pompalama sisteminin işletim maliyetinin azaltılması ile temsil edilir. Bu çalışma, karmaşık çok aşamalı bir pompalama sistemini alt sistemlere bölerek, her bir alt sistemi ayrı ayrı optimize ederek tüm pompalama sistemini optimize etmek için bir yöntem önermektedir. Her bir alt sistem için çok zamanlı elektrik tarifesi ve su talebi dikkate alınarak, son aşamadan ilk aşamaya kadar teker teker Sadeleştirilmiş Dinamik Programlama Algoritması (SDPA) kullanılıp optimize edilmiştir. Türkiye'de Sakarya ilindeki su temin sistemi bir olay çalışması olarak incelenmiştir. Simülasyon sonuçları, önerilen yöntemin puant zaman periyodunun yükünü puant dışı (gündüz veya gece) zaman periyoduna kaydırarak enerji maliyetini düşürmede önemli ölçüde başarılı olabileceğini gösterir. Klasik su seviye kontrolüyle kıyaslandığında ikinci aşamadaki iki pompa için maliyeti yaklaşık %40, %42 ve birinci aşamadaki pompa için %21 azaltmıştır.

The importance of the optimization in the water pumping system is represented in supplying demand in a given time period and reduces the operation cost of the pumping system. This study has proposed a method for solving a complex multi-level pumping system by dividing them into subsystems and optimize each subsystem separately in order to optimize the whole pumping system. Taking into account the Time-of-Use (TOU) electricity tariff and water demand, each subsystem has been optimized using a simplified dynamic programming algorithm (SDPA) separately starting from the last level to the first level. The water supply system in Sakarya city in Turkey was investigated as a case study. The simulation results show that the proposed method can significantly succeed in reducing energy cost by shift the load of the peak time period to the off-peak or the standard time period, which reduced the cost by approximately 40%, 42%, for two pumps in the second level and 21% for the pump in the first level compared with conventional water level control.