Optimisation model for water distribution from s system of combined retention reservoirs in the case of free optimisation time

• Autorzy: Chmielowski W. Z.

Warianty tytułu

PL

Model optymalizacyjny dystrybucji wody z systemu połączonych zbiorników retencyjnych w nieustalonym horyzoncie optymalizacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the problems of optimal water management in a distribution system. The main technical elements of the considered water-economic system include: retention reservoirs, among which water transfer is possible, and a network of connections between the reservoirs and water treatment plants (WTP). The system operation optimisation involves specifying proper water transport routes and the rates of water flow from the retention reservoirs to the WTPs, and the volumes of possible transfers among reservoirs, so as to ensure that total system operation costs as specified by the assumed quality coefficient are minimal. The analytic solution of the formulated optimisation task has been obtained as a result of employing Pontryagin’s maximum principle with reference to the assumed quality coefficient. The researchers have assumed fixed initial and end conditions in reservoir level trajectories. Optimisation start and/or end time is free to choose. The solutions obtained gave grounds to develop a simulation computer model representing the system’s operation. The analysis of of the results obtained may affect decisions supporting control of water-economic systems existing in reality.

PL

W artykule podjęto problematykę optymalnego gospodarowania wodami w systemie dystrybucji. Głównymi elementami technicznymi rozpatrywanego systemu wodno-gospodarczego są zbiorniki retencyjne, pomiędzy którymi możliwy jest przerzut wody, a także sieć połączeń zbiorników ze stacjami uzdatniania wody (SUW). Optymalizacja pracy systemu polega na wyznaczeniu odpowiednich tras transportu wody oraz wielkości natężeń jej przepływów ze zbiorników retencyjnych do SUW i wielkości ewentualnych przerzutów między-zbiornikowych tak, aby łączne koszty eksploatacji systemu określone przyjętym wskaźnikiem jakości były minimalne. Analityczne rozwiązanie sformułowanego zadania optymalizacji otrzymano w wyniku zastosowania zasady maksimum Pontriagina w odniesieniu do przyjętego wskaźnika jakości. Przyjęte zostały sztywne początkowe i końcowe warunki na trajektoriach stanów zbiorników. Czas rozpoczęcia lub zakończenia optymalizacji jest swobodny. Na podstawie uzyskanych rozwiązań stworzono symulacyjny model komputerowy przedstawiający pracę systemu. Analiza otrzymanych wyników będzie mogła mieć wpływ na decyzje wspomagające sterowaniem realnie istniejących systemów wodno-gospodarczych.

Słowa kluczowe

EN

optimisation; control; system of retention reservoirs; water management

PL

optymalizacja; sterowanie; system zbiorników retencyjnych; gospodarka wodna

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Środowisko
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 109, z. 2-Ś
• Strony: 51--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Chmielowski W. Z.

• Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Chmielowski W., Optimisation Model for Water Distribution from the System of Combined Retention Reservoirs for Preset Optimisation Duration, Krakowska Akademia series: Informatyka-3/2011.
• [2] Chmielowski W., Uryga R., Controlling a System of Retention Reservoirs Taking into Account Transfers among Reservoirs for Predetermined Conditions in Level Trajectories. Part II, Czasopismo Techniczne z. 2-Ś/2011, 52-77.
• [3] Chmielowski W., Uryga R., Controlling a System of Retention Reservoirs Taking into Account Transfers among Reservoirs for Predetermined Conditions in Level Trajectories. Part I, Czasopismo Techniczne z. 2-Ś/2011, 33-51.
• [4] Chmielowski W., Uryga R., Special Form of Boundary Conditions in Optimal Control of Multi-Reservoir Water-Economic Systems, Czasopismo Techniczne z. 1-Ś/2009, 43-58.
• [5] Chmielowski W., Observation Time and Variety of Boundary Conditions in Level Trajectories as the Elements of Optimal Control of Outflows from a System of Retention Reservoirs, Czasopismo Techniczne z. 8-Ś/2005.
• [6] Chmielowski W., Limitations of Level and Control as an Optimisation Element for a Multi-Reservoir Water-Economic System (Part I), Czasopismo Techniczne z. 16-Ś/2005.
• [7] Chmielowski W., Limitations of Level and Control as an Optimisation Element for a Multi-Reservoir Water-Economic System (Part II), Czasopismo Techniczne z. 16-Ś/2005.
• [8] Chmielowski W., Optimisation Applications in Water Management, Wyd. PK, 2005
• [9] Górecki H., Optimisation of Dynamic Systems, PWN, Warszawa 1993.
• [10] Lambor J., Water Management in Retention Reservoirs, Arkady, Warszawa 1962.
• [11] Słota H., Operational Control of Water Retention in Reservoirs Taking into Account End Levels, Mon. Kom. Gospodarki Wodnej PAN, 1995.