Procedimiento para la selección de la estrategia de regulación más adecuada desde el punto de vista energético en instalaciones con grupos de bombeo

Abstract

[ES] El objetivo principal del presente estudio es establecer una metodología para optimizar la regulación en estaciones de bombeo, y diseñar el sistema de regulación más adecuado para una determinada instalación. Se pretende con ello mejorar el comportamiento de los grupos de presión durante su operación, para lograr que éstos funcionen en cada momento en una zona óptima desde el punto de vista energético. La primera fase se centra en la selección de grupos de bombeo, a partir de la visualización de las zonas de operación más eficientes de las bombas y de las exigencias propias de la instalación, definidas a partir de la curva de consigna. Para ello, se creará un modelo matemático que represente gráficamente en el plano H-Q la curva de las bombas y la Curva de Consigna con las zonas de funcionamiento aceptable de los equipos de bombeo, para diferentes opciones de regulación (nº Bombas, Velocidad máxima, velocidad mínima, rendimiento mínimo). En una segunda fase, y definidas diferentes estrategias de regulación, se persigue encontrar aquélla que mejor comportamiento presenta, desde el punto de vista energético, para un escenario de consumos dado. Para ello, el modelo hidráulico resolverá, para las condiciones fijadas, el coste asociado a cada sistema de regulación. Todo ello permitirá elegir un procedimiento general para la selección de grupos de bombeo así como la estrategia de regulación más adecuada dadas las exigencias hidráulicas de la instalación. Asimismo, se aplicará el procedimiento de regulación propuesto para mejorar la eficiencia del funcionamiento actual de una red de riego.

[EN] The main goal of this study is to establish a methodology to optimize regulation in pump stations and to design the most suitable control system for a specific installation. The aim is to improve pump station behavior during operation, so as to guarantee that pumps work, form an energy standpoint, as close as possible to their optimal performance points. The first stage is focused on pump selection, depending on the most efficient working areas for a specific working group of pumps and the system¿s requirements. To achieve this, a mathematical model will be built to graphically represent, in the H-F plane, the pump¿s curves and the required curve of the system, along with the acceptable operating areas of the pumping equipment for different regulation options (number of pumps, maximum and minimum speed, etc.). Once the different regulation strategies have been defined, the second stage consists in determining which is the best strategy for a given scenario from an energy consumption point of view. To do so, the hydraulic model will solve, for the given conditions, the cost associated to each regulation system. This will allow establishing a general procedure for pump selection and the most appropriate regulation strategy for any given hydraulic requirements. The proposed procedure will also be applied to improve the current efficiency of an irrigation network.