SYSTEM AND METHOD TO OPTIMIZE OPERATION OF A WATER NETWORK

• Main Authors: BLANK, FREDERIK, SAND, GUIDO, LENZ, RALF
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 28.02.2013
• Subjects: CALCULATING; COMPUTING; COUNTING; DATA PROCESSING SYSTEMS OR METHODS, SPECIALLY ADAPTED FORADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL, SUPERVISORYOR FORECASTING PURPOSES; PHYSICS; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE,COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL, SUPERVISORY OR FORECASTINGPURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR

A system for optimizing operation of a water network comprises at least one data storage unit (23) for storing a hydraulic model as well as at least one operational constraint of the water network (17), where the hydraulic model represents the dependence of heads and flows in the water network on an operational state of at least one actuating unit (20) of the water network and on an expected water demand, at least one processing unit containing an optimizing unit (OP), where the optimizing unit is adapted to generate at least one operational configuration information for the at least one actuating unit by minimizing an objective function of an optimization problem, where the optimization problem is based on the hydraulic model, at least one output interface (18) for providing the at least one operational configuration information to the at least one actuating unit. In order to be able to operate the water network with a reduced lower level bound of a water storage facility, the at least one processing unit further contains a scenario generating unit (SG) for generating a finite set of scenarios in the form of possible realizations over time of the expected water demand and/or of the operational state and/or characteristics of the at least one actuating unit and/or of at least one parameter of the hydraulic model, where the finite set of scenarios is based on probabilistic information on the uncertainty of these variables. The optimizing unit is adapted to minimize the objective function of the optimization problem by performing stochastic optimization, where the optimization problem further takes into account the objective function for representing at least one undesired side effect of operating the at least one actuating unit, the at least one operational constraint and the finite set of scenarios. L'invention porte sur un système pour optimiser le fonctionnement d'un réseau d'eau, lequel système comprend au moins une unité de stockage de données (23) pour stocker un modèle hydraulique ainsi qu'au moins une contrainte fonctionnelle du réseau d'eau (17), le modèle hydraulique représentant les dépendances de hauteurs de pression et d'écoulements dans le réseau d'eau vis-à-vis d'un état fonctionnel d'au moins une unité d'actionnement (20) du réseau d'eau et d'une demande d'eau prévue, au moins une unité de traitement contenant une unité d'optimisation (OP), l'unité d'optimisation étant conçue pour générer au moins une information de configuration fonctionnelle pour la ou les unités d'actionnement par minimisation d'une fonction objective d'un problème d'optimisation, le problème d'optimisation étant basé sur le modèle hydraulique, au moins une interface de sortie (18) pour fournir la ou les informations de configuration fonctionnelles à la ou aux unités d'actionnement. Pour être apte à utiliser le réseau d'eau avec une limite de niveau inférieur réduite d'une installation de stockage d'eau, la ou les unités de traitement contiennent de plus une unité de génération de scénarios (SG) pour générer un ensemble fini de scénarios sous la forme de réalisations possibles au cours du temps de la demande d'eau prévue et/ou de l'état fonctionnel et/ou de caractéristiques de la ou des unités d'actionnement et/ou d'au moins un paramètre du modèle hydraulique, l'ensemble fini de scénarios étant basé sur une information probabiliste concernant l'incertitude de ces variables. L'unité d'optimisation est conçue pour réduire au minimum la fonction objective du problème d'optimisation par réalisation d'une optimisation stochastique, le problème d'optimisation prenant de plus en compte la fonction objective pour représenter au moins un effet secondaire indésirable de l'activation de la ou des unités d'actionnement, de la ou des contraintes fonctionnelles et de l'ensemble fini de scénarios.