هوشمند سازی شیر فشار شکن برای کاهش نوسان فشار ناشی از چکش آب در شبکه توزیع با استفاده از خطی سازی ورودی - خروجی با بازخورد

چکیده مقاله

استفاده از شیر های فشارشکن به منظور کاهش فشار سیستم ¬های توزیع آب به حداقل مقدار مورد نیاز، یکی از مؤثرترین راه¬ ها برای کاهش نشت می¬باشد. باز و بسته شدن شیرها، روشن و خاموش ¬شدن پمپ و نوسان مصرف آب توسط یک مصرف¬کننده بزرگ باعث به¬ وجود ¬آمدن جریان ¬های گذرا می¬شود. تقابل بین جریان¬ گذرا و یک شیر فشارشکن با فشار تنظیمی (CNVS) ثابت ممکن است موجب تشدید امواج فشاری در سیستم توزیع آب شود. استفاده از شیر های فشارشکن هوشمند می تواند نوسان فشار را محدود کند. در این پژوهش خطی¬سازی بازخورد (IOFL) برای کنترل هوشمند شیر استفاده شده¬¬ است. نتایج این روش با نتایج استفاده از شیر فشارشکن با CNVS و کنترل کننده هوشمند (¬PID) مقایسه شده است. برای ارزیابی روش -های پیشنهادی، یک شبکه نظری برگرفته شده از مراجع مورد استفاده قرار گرفت. مصارف شبکه شامل مشترکین عادی و یک مصرف¬کننده بزرگ صنعتی می¬باشد. جریان گذرا ناشی از تغییرات مصرف، عملکرد شیر فشارشکن با CNVS، IOFL و کنترل¬کننده ¬PID در نرم افزار متلب مدلسازی شد. نوسان هد فشار خروجی شیر فشارشکن CNVS معمولی 18 تا 28 متر، در کنترل¬کننده PID، 26 تا 28 متر و IOFL 26 تا 28 متر است. بررسی نتایج نشان داد که IOFL دارای نوسانات ملایم¬تر و کم¬تری نسبت به روش PID می باشد. خطای جذر میانگین مربعات هد خروجی شیر CNVS، کنترل¬کننده PID و IOFL به¬ ترتیب برابر 6/1، 32/0 و 28/0 است. بنابراین، روش IOFL دارای خطای کمتری بوده و عملکرد بهتری نسبت به PID دارد. همچنین روش IOFL با تبدیل معادلات غیرخطی سیستم به معادلات خطی، دارای عملیات محاسباتی ساده تری می¬باشد.