Multipurpose reservoir performance analysis: a case study on the Billings sub-basin

As a result of economic development, multiple and extensive uses of water resources have caused an imbalance between the demands and the water supply in reservoirs. Thus, the present study analyzed the performance of the Billings Reservoir, located in the Alto Tietê basin - São Paulo, in terms of meeting the demands of urban water supply and electricity generation simultaneously. For that, three operating scenarios for the Reservoir were considered: the first, different numbers of water transfer and fixed consumptive demand were adopted; in the second, the transfer of water was suppressed and different consumptive demands were considered; the third, used the indirect potable water reuse as an aid to recharge the Reservoir and considered different consumptive demands. The statistical performance indicators reliability, resilience, vulnerability and Water Sustainability Index were calculated. And based on the results obtained for Scenario 1, the curve of performance criteria versus reservoir pumping, reliability, resilience, and water sustainability index increased and vulnerability in the system reduced significantly. The Scenario 2, according to the curve of performance criteria versus demand flow, demonstrated that the increase in water demand implies significant reductions in reliability, resilience and water sustainability, and reflects in the increase of system vulnerability. Finally, the Scenario 3 demonstrated that the recharge of the reservoir when employing reuse water provides improvements in reservoir performance compared to Scenario 2 and promotes the reduction of environmental impacts from the release of the sewage system into Billings. It was possible to observe the relevant role of the water supply to the Billings Reservoir, in terms of meeting its demands and water sustainability when adopting the multiple use of water.O presente estudo analisou o desempenho do Reservatório Billings, inserido na bacia do Alto Tietê - São Paulo, quanto à sua capacidade de atender as demandas de abastecimento urbano e de geração de energia elétrica concomitantemente. Para isso, foram considerados três cenários de operação para o Reservatório: no primeiro, adotou-se diferentes valores de transferência de água para o Reservatório, além de demanda consuntiva fixa; no segundo, a transferência de águas foi suprimida e considerou-se diferentes demandas consuntivas; no terceiro, empregou-se o reúso potável indireto da água como auxílio para recarga do Reservatório, e considerou-se diferentes demandas consuntivas. Os indicadores de desempenho estatísticos confiabilidade, resiliência e vulnerabilidade e o Índice de Sustentabilidade Hídrica foram calculados. Os resultados obtidos para o Cenário 1, pelo cruzamento entre os fatores critérios de desempenho versus bombeamento do reservatório, indicaram que a confiabilidade, a resiliência e o Índice de Sustentabilidade Hídrica aumentaram, ao passo que a vulnerabilidade do sistema diminuiu significativamente. No Cenário 2, observou-se que o aumento da demanda hídrica implica em reduções significativas da confiabilidade, da resiliência e da sustentabilidade hídrica e um aumento da vulnerabilidade do sistema. Por último, o Cenário 3 demonstrou que a recarga do Reservatório por meio da água de reúso proporciona melhorias no seu desempenho se comparado ao Cenário 2, e beneficia a redução dos impactos ambientais provindos do lançamento dos esgotos na Billings. Concluiu-se que o planejamento de um sistema de Reservatório é um fator essencial para que ele possa satisfazer as múltiplas demandas e que, como uma solução parcial a fim de aumentar o aporte de água na Billings, a inserção da prática do reúso da água é uma ideia importante a ser considerada, pois poderá auxiliar na alimentação hídrica do Reservatório até que a transferência de águas dos rios Tietê e Pinheiros volte a ser viável, como foi projetado inicialmente

APLICAÇÃO DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NA DETECÇÃO E LOCALIZAÇÃO DE FALTAS EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Este trabalho tem por objetivo apresentar o desenvolvimento e a avaliação de um sistema inteligente baseado em redes neurais artificiais para a localização de faltas em sistemas elétricos de distribuição. O algoritmo proposto foi desenvolvido para detectar e localizar faltas em sistemas de distribuição com geração distribuída, uma realidade cada vez mais presente nos sistemas atuais, em virtude do contínuo aumento da demanda por energia elétrica e do desenvolvimento de novas tecnologias de geração de energia. A rede neural foi treinada para faltas monofásicas aplicadas em diferentes locais do sistema de distribuição e com diversos valores de resistências de falta. Os resultados revelam que o esquema proposto é capaz de identificar corretamente o trecho do sistema com defeito, bem como o local exato da falta, utilizando como entrada somente os valores de tensão medidos nas barras do sistema de distribuição

A Reservoir Operation Policy Using Inter-Basin Water Transfer for Maximizing Hydroelectric Benefits in Brazil

The Hydrothermal Coordination problem consists of determining an operation policy for hydroelectric and thermoelectric plants within a given planning horizon. In systems with a predominance of hydraulic generation, the operation policy to be adopted should specify the operation of hydroelectric plants, so that hydroelectric resources are used economically and reliably. This work proposes the implementation of reservoir operation rules, using inter-basin water transfer through an optimization model based on Network Flow and Particle Swarm Optimization (PSO). The proposed algorithm aims to obtain an optimized operation policy of power generation reservoirs and consequently to maximize the hydroelectric benefits of the hydrothermal generation system, to reduce the use of thermoelectric plants, the importation and/or energy deficit and to reduce the cost associated with meeting the demand and reduce CO2 emissions from combustion of fossil fuels used by thermoelectric plants. In order to illustrate the efficiency and effectiveness of the proposed approach, it was evaluated by optimizing two case studies using a system with four hydroelectric plants. The first case study does not consider transfer and water and the second case study uses water transfer between rivers. The obtained results illustrate that the proposed model allowed to maximize the hydroelectric resources of a hydrothermal generation system with economy and reliability