Optimización energética de las redes de abastecimiento de Murcia

Abstract

Se plantea la optimización económica de la red de abastecimiento del Campo de Murcia, la cual es gestionada por la Empresa Municipal de Aguas y Saneamiento de Murcia (EMUASA). Para ello se debe encontrar el conjunto de maniobras que minimizan el coste energético relacionado con la operación del sistema. Un esquema en detalle representativo de la red es presentado en EPANET, el cual contiene 2363 nodos, 2599 tuberías, 9 depósitos, 2 puntos de alimentación, 28 válvulas y 9 equipos de bombeo con controles asociados a su funcionamiento. El proceso de optimización de la red es dividió en dos grandes etapas, la primera de ellas considera técnicas de equeletización para poder genera un modelo de análisis reducido de la red. El modelo que se ha obtenido cuenta con 65 nodos de consumo, 59 tuberías y 8 válvulas, manteniendo el número de equipos de bombeo y depósitos en la red. Con esto una reducción del 98% de los elementos es alcanzada, manteniendo además un alto grado de similitud en el comportamiento hidráulico del sistema y reduciendo los tiempos de cálculo en un 92%. La segunda etapa del proyecto contempla la utilización del software HOLORED, herramienta de optimización diseñada por el Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente de la Universidad Politécnica de Valencia. HOLORED utiliza una base optimizadora inspirada en los algoritmos genéticos, creando soluciones a partir de cadenas que contienen las diferentes variables de cada elemento de la red. Durante el transcurso de la optimización, una evolución de las soluciones ocurre gracias a procesos de cruzamiento y mutación de estas cadenas. Dichos procesos permiten la generación de nuevas cadenas que aportaran diferentes soluciones en la búsqueda de un óptimo. Una vez se alcance un punto de optimización deseado según un parámetro establecido se acepta que la solución encontrada es óptima. Como resultado a este proceso de optimización, se presentan: controles de operación en equipos de bombeo, nivel óptimo inicial en los depósitos, consignas en las válvulas y posibles maniobras sobre tuberías; alcanzando un óptimo de costes de operación, manteniendo un nivel de funcionamiento mínimo requerido. En el presente estudio reducciones de coste cercanas al 8% se han alcanzado, mejorando además el funcionamiento de la red.