Optimización de Grupos de Estaciones de Bombeo en Distritos de Riego de Millones de Mu: Programación Conjunta y Gestión de la Eficiencia Energética

Optimización de Grupos de Estaciones de Bombeo en Distritos de Riego de Millones de Mu: Programación Conjunta y Gestión de la Eficiencia Energética

Los distritos de riego a gran escala que abarcan millones de mu suelen depender de la operación coordinada de múltiples estaciones de bombeo en toda la región, conformando un complejo grupo de estaciones de bombeo. Los métodos tradicionales de operación independiente suelen generar baja eficiencia, consumo excesivo de energía y conflictos de programación. La optimización moderna se centra en la programación conjunta de estaciones de bombeo multinivel y en la gestión eficiente del rendimiento del sistema, con el objetivo de lograr una distribución eficiente, económica y con ahorro energético de los recursos hídricos en todo el distrito de riego.

La clave de la programación conjunta de estaciones de bombeo multinivel reside en la coordinación global. Al establecer un centro de programación unificado, las estaciones de bombeo de todos los niveles, tanto aguas arriba como aguas abajo, y de diferentes alturas, se consideran un sistema unificado para su regulación. El sistema de programación utiliza algoritmos de optimización para formular y ejecutar planes óptimos de operación conjunta basados en diversos datos, como la demanda de agua en tiempo real, el caudal de entrada, los niveles de agua de los canales y el suministro de energía (especialmente la tarificación por hora de uso). Por ejemplo, durante periodos de baja electricidad, las estaciones de bombeo aguas arriba pueden bombear más agua para reabastecer los canales, reduciendo así su funcionamiento durante las horas punta; o bien, se puede coordinar dinámicamente el arranque, el apagado y la producción de las estaciones de bombeo adyacentes para evitar que las estaciones de bombeo aguas abajo se vacíen o que los canales se desborden debido a niveles de agua excesivamente altos. Esto rompió la operación fragmentada de las estaciones de bombeo individuales, logrando una asignación optimizada de los recursos hídricos y energéticos tanto en tiempo como en espacio.

La gestión de la eficiencia del rendimiento del sistema permea todo el proceso de equipos, operación y mantenimiento. A nivel de equipos, se realizan modernizaciones o actualizaciones para ahorrar energía en motores de bombas antiguos y de alto consumo, y la tecnología de control de velocidad de frecuencia variable se aplica ampliamente, lo que permite que la producción de la estación de bombeo se ajuste con precisión a la demanda en tiempo real y evita el desperdicio de equipos sobrecargados. A nivel operativo, con base en el esquema de programación conjunta y las curvas de rendimiento medidas de las estaciones de bombeo, se establecen los parámetros operativos óptimos para cada estación en diferentes condiciones de operación, garantizando que siempre opere dentro de su rango de alta eficiencia. A nivel de mantenimiento, se establece un sistema de mantenimiento predictivo que utiliza la monitorización en línea de indicadores clave como la vibración, la temperatura y la eficiencia de la bomba para identificar proactivamente la degradación del rendimiento o posibles averías, transformando las reparaciones reactivas en mantenimiento proactivo y garantizando el funcionamiento eficiente y estable a largo plazo de las estaciones de bombeo.

Al integrar profundamente la programación conjunta con la gestión de la eficiencia energética, el conjunto de estaciones de bombeo en el área de riego de un millón de acres se ha modernizado, pasando de ser una "recolección mecánica" dispersa a un "conjunto orgánico" inteligente. Esto no solo reduce significativamente el consumo energético del bombeo y los costos operativos, sino que también mejora la seguridad del suministro de agua y la flexibilidad de despacho, y también proporciona un sólido apoyo para la conservación del agua y el desarrollo agrícola sostenible.