EnginSoft - Conference Abstracts

EnginSoft Users' Meeting 2007
Le Tecnologie CAE nell'Industria

Implementazione di una metodologia di ottimizzazione per la riduzione delle perdite nelle reti di distribuzione idrica

Magini Roberto - Università di Roma "La Sapienza", Facoltà di Ingegneria
Verde Daniele - Università di Roma "La Sapienza", Facoltà di Ingegneria
Pallavicini Isabella - Università di Roma "La Sapienza", Facoltà di Ingegneria

Abstract

Il lavoro affronta il problema della riduzione delle perdite fisiche di tipo diffuso in un sistema di distribuzione idrica attraverso il controllo dinamico degli organi di regolazione delle pressioni. A tale scopo viene proposta un’articolata procedura di ottimizzazione mirata a determinare contemporaneamente il numero ottimale di valvole di riduzione della pressione necessarie e la loro migliore disposizione all’interno della rete. La metodologia prevede poi l’ottimizzazione della gestione di tali dispositivi determinando il loro grado di apertura al variare delle condizioni di esercizio, nell’arco delle 24 ore. La natura multiobiettivo del problema è data dai due obiettivi conflittuali presi in considerazione nell’ottimizzazione: a) la minimizzazione delle perdite complessive in tutto il sistema e b) la minimizzazione del numero di valvole da installare che si traduce nella minimizzazione dei costi di investimento. Tale procedura si avvale del software di ottimizzazione multi obiettivo e multi disciplinare modeFRONTIER ed in particolare dell’algoritmo genetico MOGA II (Multi-Objective Genetic Algorithm) basato sulla teoria della frontiera di Pareto. L’ottimizzazione avviene mediante l’interazione del MOGA II con il software di simulazione idraulica della rete EPANET2.

Prima di applicare tale metodologia è stata implementata una procedura di calibrazione della rete, volta a quantificare le perdite e a determinarne la distribuzione all’interno della rete stessa. La calibrazione in particolare è condotta risolvendo un problema di minimizzazione con un elevato numero di variabili decisionali che rende il problema assai complesso. La funzione obiettivo da minimizzare è costruita a partire da pochi valori di pressione e di portata misurati in rete.. Al fine di ovviare allo scarso numero di misure disponibili, nell’algoritmo di risoluzione MOGA II è stato integrato, oltre al risolutore idraulico EPANET2, il modulo COKRI. Questo ultimo consente, mediante tecniche geostatistiche, dalle poche misure date, di incrementare il numero d’informazioni da fornire all’ottimizzatore.

La procedura è stata applicata ad una rete di distribuzione del Lazio meridionale caratterizzata da ingenti valori di perdita. I risultati dell’ottimizzazione hanno mostrato la possibilità di ridurre di circa il 50% l’entità delle dispersioni idriche.