Nghiên cứu giải pháp phân vùng DMA kết hợp tối ưu hoá vận hành bơm để tiết kiệm điện năng tiêu thụ của trạm bơm cấp nước

Abstract

Điện năng tiêu thụ của trạm bơm cấp nước chiếm tỷ trọng rất lớn trong chi phí vận hành của một hệ thống cấp nước. Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của giải pháp phân vùng mạng lưới cấp nước (MLCN) thành các DMAs (District Metered Areas) kết với với thuật toán tối ưu vận hành bơm để tiết kiệm điện năng tiêu thụ của trạm bơm cấp nước trong một MLCN đô thị. Đầu tiên, một mạng lưới cấp nước được phân chia thành các bố cục DMAs khác nhau sử dụng thuật toán CSA (Community Structure Algorithm) và phương pháp phân tích đa tiêu chí. Sau đó, thuật toán tối ưu đa mục tiêu NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) được áp dụng để tối ưu hoá vận hành bơm, có xét đến các bố cục DMAs khác nhau. Phần mềm WaterGems được sử dụng để mô phỏng thuỷ lực và phân tích điện năng tiêu thụ của trạm bơm cấp nước theo các trường hợp tính toán. Kết quả đã chỉ ra rằng, tối ưu hoá vận hành bơm kết hợp với phân vùng MLCN thành các DMAs tiết kiệm từ 48.6 % ÷ 52.5 % điện năng tiêu thụ của máy bơm so với trường hợp vận hành MLCN nguyên thuỷ. Từ khoá: Hệ thống cấp nước, NSGA-II, DMA, tiết kiệm điện, tối ưu hoá, trạm bơm