Programação das bombas hidráulicas para otimização energética em sistemas de abastecimento de água utilizando Python e o software EPANET

Abstract

A água é um recurso natural e essencial que garante o bem-estar e saúde da população. Para a população humana usufruir desse recurso é fundamental a utilização dos sistemas de abastecimento de água. Em diversas etapas de seu funcionamento a energia elétrica é usada, principalmente pelas bombas hidráulicas, as quais são empregadas para viabilizar a transferência de água de um ponto inferior para um superior, contudo esse processo apresenta um alto custo energético. Neste contexto, para auxiliar o desenvolvimento do planejamento da operação das bombas hidráulicas, os modelos e métodos de otimização e simuladores hidráulicos são utilizados como ferramenta. Desse modo, esse trabalho desenvolveu um software, em linguagem de programação Python, que verifica a aplicabilidade da solução obtida pelo modelo matemático de otimização energética desenvolvido por Parras (2020), de forma a analisar a solução proposta por ele, e simulá-la no simulador hidráulico EPANET.

Water is a natural and essential resource that guarantees the well-being and health of the population. For the human population to enjoy this resource, the use of water supply systems is essential. In several stages of its operation, electrical energy is used, mainly by hydraulic pumps, which are used to enable the transfer of water from a lower point to a higher one, however this process has a high energy cost. In this context, to help the development of planning the operation of hydraulic pumps, models and methods of optimization and hydraulic simulators are used as a tool. Thus, this work developed a software, in Python programming language, that verifies the applicability of the solution obtained by the mathematical model of energy optimization developed by Parras (2020), in order to analyze the solution proposed by him, and simulate it in the EPANET hydraulic simulator.