Modelo de Otimização Combinado para a Operação de Sistemas de Distribuição de Água

Abstract

O crescente aumento da demanda e as limitações na oferta requerem, cada vez mais, a expansão da capacidade dos sistemas de abastecimento de água e, por conseqüência, maiores exigências de energia elétrica para operar tais sistemas. Desta forma, a minimização dos gastos com energia em sistemas de abastecimento de água torna-se fundamental no manejo destes sistemas. Vários modeladores vêm fazendo uso de modelos de simulação e otimização, incluindo aplicações de programação linear, não linear e algoritmos heurísticos (algoritmos genéticos, etc.) para atingir estes objetivos. No entanto, as soluções geralmente obtidas não são ótimas globais ou números binários (que refletem o liga-desliga dos conjuntos motores-bomba) e muitos modelos, sobretudo os baseados em estratégias evolucionárias, apresentam um tempo computacional de convergência proibitivo. Este artigo propõe uma metodologia combinada que faz uso, numa primeira etapa, de programação linear para determinar a solução ótima global e, numa segunda etapa, de programação quadrática para reduzir a quantidade de números fracionários encontrados na primeira fase, ou seja, aproximá-los de inteiros binários. O modelo é aplicado ao sistema principal de abastecimento da cidade de Campina Grande, Paraíba gerando resultados satisfatórios.