Propozycja struktury algorytmu ewolucyjnego do optymalizacji kosztów pompowania w wodnych sieciach przesyłowych

Przedstawiono metodę optymalizacji kosztów pompowania w wodnych sieciach przesyłowych (sieć wodociągowa, cieplna itp.), która umożliwia osiągnięcie efektów ekonomicznych przy jednoczesnym zapewnieniu wymaganych warunków eksploatacyjnych. Do rozwiązania tego problemu zaproponowano metodę algorytmu ewolucyjnego, ze względu na małą wydajność obliczeniową tradycyjnych metod optymalizacyjnych. W wyniku działania takiego algorytmu otrzymuje się model sieci zmodyfikowany w stosunku do wyjściowego poprzez umieszczenie w nim zadanej liczby pomp wraz z ich wymaganą charakterystyką techniczną. Wyznaczone miejsca instalacji pomp oraz ich charakterystyki prowadzą do obniżenia niezbędnego ciśnienia zasilania, nie powodując przekroczenia granicznych wartości (minimalnego i maksymalnego) ciśnienia wody w sieci. Analiza została przedstawiona na przykładzie systemu ciepłowniczego wybranego miasta. Opisano strukturę algorytmu ewolucyjnego, umożliwiającego wyznaczenie optymalnej lokalizacji pomp w systemie. Wyniki obliczeń wykazały możliwość zmniejszenia kosztów pompowania wody w systemie ciepłowniczym.

A method is described, which enables the costs of pumping in water distribution networks (water-pipe network, heat distribution network) to be optimized effectively in economic terms under the operating conditions required. Considering the complexity of traditional optimization methods and the time-consuming computations involved, an evolutionary algorithm has been proposed to cope with this problem. With this algorithm a modified network model can be obtained, which differs from the input model in that it incorporates a given number of pumps and their technical characteristics. The defined pump installation points, as well as the technical characterization of the pumps, make it possible to reduce the feeding pressure required, without exceeding the limit values (minimal and maximal) of water pressure in the network. The analysis is presented taking a municipal heat supply system of choice as an example. The structure proposed for the evolutionary algorithm permits the optimal location of the pumps in the heating system to be determined. The calculated results substantiate the possibility of reducing the water pumping costs in a heat supply system.