A reduced model for Sustainable Operations of Water Distribution Systems - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Conference Papers Year : 2023

A reduced model for Sustainable Operations of Water Distribution Systems

Un modèle réduit pour la gestion durable des réseaux d’alimentation en eau potable

Abstract

Nowadays, the operational management of complex water networks must be sustainable, safe and secure. It is therefore important to be able to constrain the state variables of the system as much as possible and necessary. The authors have recently developed a comprehensive framework that includes linkflow and outflow min-max constraints and pressure control, and which finds a steady-state solution without using any heuristics. A fixed-point nonlinear system is derived from Nash equilibrium theory, which include best-response functions and constraints. Some complementary developments are necessary to the solution method. On the way to the solution, there might be some disconnected nodes causing the iteration matrix to be rank-deficient; a regularization technique can be used to artificially reconnect the full system; there might be a disadvantage in that more iterations are needed due to the perturbation of the original solution method (e.g., the Newton method). In this communication, the authors will show how the regularization can be avoided in terms of graph analogy and equivalent equations. Highlights: - A general framework suitable for sustainable management of pressures and flow rates - No heuristics are required to determine the status of the pressure and Jow control devices - A reduced formulation is sought to benefit from Newton's quadratic convergence - The formulation takes into account min-max constraints for arc flows and outgoing node flows
De nos jours, la gestion opérationnelle de réseaux d'eau complexes doit être durable, sûre et sécurisée. Il est donc important de pouvoir contraindre les variables d'état du système autant que possible et nécessaire. Les auteurs ont récemment développé un cadre complet qui inclut des contraintes min-max de débit d'arc et de débit sortant et un contrôle de la pression, et qui trouve une solution d'état stable sans utiliser d'heuristique. Un système non linéaire à point fixe est dérivé de la théorie de l'équilibre de Nash, qui inclut des fonctions de meilleure réponse et des contraintes. Certains développements complémentaires sont nécessaires pour la méthode de résolution. Une technique de régularisation peut être utilisée pour reconnecter artificiellement le système complet ; il peut y avoir un inconvénient dans la mesure où plus d'itérations sont nécessaires en raison de la perturbation de la méthode de solution originale (par exemple, la méthode de Newton). Dans cette communication, les auteurs montreront comment la régularisation peut être évitée en termes d'analogie graphique et d'équations équivalentes.
Fichier principal
Vignette du fichier
CCWI2023_Pilleretal_A reduced model for Sustainable Operations of WDS_vsent (1).pdf (803.71 Ko) Télécharger le fichier

Dates and versions

hal-04224109 , version 1 (01-10-2023)

Identifiers

Cite

Olivier Piller, Jochen Deuerlein, Sylvan Elhay, Angus Simpson. A reduced model for Sustainable Operations of Water Distribution Systems. 19th Computing and Control for the Water Industry Conference 2023, De Monfort University (Leicester), Sep 2023, Leicester (R.-U.), United Kingdom. ⟨10.13140/RG.2.2.30581.35047⟩. ⟨hal-04224109⟩
12 View
20 Download

Altmetric

Share

More