Optimisation des réseaux de stations de pompage dans les districts d'irrigation de plusieurs millions de mu : planification conjointe et gestion de l'efficacité énergétique

Optimisation des réseaux de stations de pompage dans les districts d'irrigation de plusieurs millions de mu : planification conjointe et gestion de l'efficacité énergétique

Les grands districts d'irrigation, couvrant des millions de mu, reposent généralement sur l'exploitation coordonnée de nombreuses stations de pompage réparties sur l'ensemble de la région, formant ainsi un réseau complexe. Les méthodes traditionnelles d'exploitation indépendante entraînent souvent une faible efficacité, une consommation d'énergie excessive et des conflits de planification. L'optimisation moderne privilégie la planification conjointe des stations de pompage à différents niveaux et la gestion efficace des performances du système, afin de parvenir à une distribution efficace, économe en énergie et rentable des ressources en eau sur l'ensemble du district d'irrigation.

La planification conjointe des stations de pompage à différents niveaux repose sur une coordination globale. Grâce à la mise en place d'un centre de planification unique, les stations de pompage de tous les niveaux, en amont comme en aval, et de différentes hauteurs de refoulement, sont considérées comme un système de régulation unifié. Le système de planification utilise des algorithmes d'optimisation pour formuler et exécuter des plans d'exploitation conjoints optimaux, basés sur de multiples informations, notamment la demande en eau en temps réel, les apports d'eau, les niveaux d'eau dans les canaux et la production d'électricité (en particulier la tarification en fonction des heures d'utilisation). Par exemple, pendant les périodes de prix bas de l'électricité, les stations de pompage en amont peuvent augmenter leur débit pour réalimenter les canaux, réduisant ainsi leur fonctionnement aux heures de pointe. De même, le démarrage, l'arrêt et le débit des stations de pompage adjacentes peuvent être coordonnés dynamiquement afin d'éviter le « vidange » des stations en aval ou le débordement des canaux dû à des niveaux d'eau trop élevés. Ce système a permis de décloisonner l'exploitation des stations de pompage individuelles et d'optimiser l'allocation des ressources en eau et en énergie dans le temps et l'espace.

La gestion de l'efficacité des performances du système est intégrée à l'ensemble du processus, de l'équipement à l'exploitation et à la maintenance. Au niveau des équipements, des rénovations ou des mises à niveau permettant des économies d'énergie sont effectuées sur les moteurs de pompes vieillissants et énergivores, et la technologie de variation de fréquence est largement utilisée, permettant ainsi d'adapter précisément le débit des stations de pompage à la demande en temps réel et d'éviter le gaspillage d'équipements surdimensionnés. Au niveau opérationnel, grâce à un plan de fonctionnement conjoint et aux courbes de performance mesurées des stations de pompage, des paramètres de fonctionnement optimaux sont définis pour chaque station, en fonction des différentes conditions d'exploitation, garantissant ainsi un fonctionnement toujours optimal. Au niveau de la maintenance, un système de maintenance prédictive est mis en place. Ce système utilise la surveillance en ligne d'indicateurs clés tels que les vibrations, la température et le rendement des pompes afin d'identifier proactivement les dégradations de performance ou les dysfonctionnements potentiels. Il transforme ainsi les réparations réactives en maintenance préventive, assurant le fonctionnement efficace et stable des stations de pompage sur le long terme.

En intégrant pleinement la planification conjointe à la gestion de l'efficacité énergétique, le réseau de stations de pompage de la zone d'irrigation d'un million d'acres est passé d'un ensemble dispersé et mécanique à un système intelligent et intégré. Cette évolution permet non seulement de réduire significativement la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation liés au pompage de l'eau, d'améliorer la sécurité et la flexibilité de l'approvisionnement en eau, mais aussi de soutenir la conservation de l'eau et le développement durable de l'agriculture.