بیشینه سازی کارایی هیدرولیکی شبکه توزیع آب شهر خمام با برنامه ریزی بهینه تعداد و سرعت پمپ ها

در دهه های اخیر، با توجه به محدودیت های منابع آب، پژوهش های زیادی در ارتباط با بهره برداری بهینه از شبکه های توزیع آب انجام شده است. در این راستا، به کارگیری روش های مناسب برای کنترل و تنظیم عملکرد پمپ ها، شیرآلات، مخازن و تانک ها در این سیستم ها اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، هدف تنظیم بهینه تعداد و سرعت پمپ ها در ایستگاه های پمپاژ برای بیشینه سازی کارایی هیدرولیکی شبکه های توزیع آب است. برای این منظور، یک شاخص جدید مبتنی بر فرایند بهینه سازی سرعت پمپ ها برای تعیین تعداد پمپ های روشن ارایه شد که به عنوان نوآوری پژوهش به حساب می آید. همچنین برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شبکه از شاخص قابلیت اطمینان فشار گره ای شبکه، برای تحلیل هیدرولیکی شبکه از نرم افزار EPANET و برای بهینه سازی از الگوریتم دسته ذرات استاندارد اصلاح شده در محیط MATLAB استفاده شد. روش پیشنهادی در قالب چهار سناریو بر روی شبکه توزیع آب شهر خمام در استان گیلان پیاده شد. سناریوها شامل وضعیت موجود با پمپ های تک سرعته، تنظیم بهینه سرعت پمپ های دور متغیر، تعیین تعداد بهینه پمپ های روشن تک سرعته و تنظیم بهینه تعداد و سرعت پمپ های روشن دور متغیر است. مقایسه نتایج نشان داد که سناریوهای تنظیم بهینه سرعت پمپ های دور متغیر و تنظیم بهینه تعداد و سرعت پمپ های روشن دور متغیر با اندکی اختلاف، بیشترین میزان قابلیت اطمینان و کمترین میزان نشت در شبکه را دارند به طوری که به ترتیب میزان قابلیت اطمینان شبکه را 20/66 و 06/66 درصد افزایش و میزان نشت شبکه را به ترتیب 53/23 و 48/23 درصد کاهش می دهند، این در حالی است که در سناریوی تنظیم بهینه تعداد و سرعت پمپ های روشن دور متغیر تعداد پمپ های روشن 16/13 درصد کمتر از سناریوی تنظیم بهینه سرعت پمپ های دور متغیر است. همچنین در سناریوی تعیین تعداد بهینه پمپ های روشن تک سرعته که تعداد پمپ های روشن آن کمتر از سناریوی پمپ های روشن تک سرعته است، میزان قابلیت اطمینان شبکه 35/21 درصد افزایش و میزان نشت 37/10 درصد کاهش یافته است که تاکیدی بر کارایی شاخص تعداد پمپ های روشن در بهبود عملکرد شبکه است. به طورکلی تعیین تعداد پمپ های روشن در ایستگاه های پمپاژ و تنظیم بهینه سرعت پمپ های دور متغیر در افزایش کارایی هیدرولیکی شبکه های توزیع آب تاثیر قابل توجهی دارد که می تواند در صرفه جویی در منابع آب و انرژی و افزایش عملکرد شبکه بسیار موثر باشد.