Penalidades de alocação

As penalidades de alocação são atributos do nó que permitem ao Pywr simular a alocação de água. Eles também podem ser chamados de “prioridades de alocação” ou “custos”.

Uma penalidade baixa terá a maior prioridade de alocação, um número alto terá a mais baixa.

Então, por exemplo, se três nós têm prioridades 100, 3 e -2, então o nó com -2 obtém sua água primeiro, depois 3 e depois 100.

Aqui estão algumas perguntas sobre penalidades de alocação de água que você possa ter e algumas respostas curtas:

1. Por que e como Pywr aloca água dessa forma? Em cada etapa de tempo, o algoritmo de alocação do Pywr (um programa linear) minimiza a penalidade de alocação de todo o sistema. O fluxo através dos nós é multiplicado por suas respectivas penalidades de alocação. Essa técnica tem sido usada desde a década de 1950 por planejadores de energia, transporte e água e por empresas de logística. Todos eles querem sistemas que operem de forma barata, então normalmente usavam os custos operacionais financeiros como penalidade. Isso faz sentido, pois permite usar o modelo para equilibrar uma rede de oferta e demanda com o menor custo.

2. Você acha confusa a ideia de uma penalidade negativa? Se sim, pense em uma penalidade negativa como um custo negativo, o que é isso? um benefício! Portanto, se você quiser alocar água para onde ela gera mais benefícios em seu modelo Pywr, você usará penalidades negativas. Nesse caso, em vez de chamar esses atributos do nó de penalidades ou custos de alocação, você pode se referir a eles como prioridades de alocação. Nesse caso, um nó com uma prioridade de alocação de -99 receberá água muito antes de -10. Conforme mostrado no exemplo da terceira frase acima, penalidades de alocação negativas e positivas podem ser usadas no mesmo modelo.

3. As penalidades de alocação têm algum significado especial? Não, eles não têm. Eles estão lá apenas para ajudar seu modelo a alocar água de uma forma que faça sentido para você, gerente e planejador da água.

4. Como sei se defini as penalidades de alocação de água corretamente? Se o seu modelo está alocando água adequadamente em condições normais, mas também durante inundações e secas, você definiu as penalidades apropriadas. Parabéns! seu modelo está prestes a se tornar “bem calibrado”.

5. Se eu fizer uma grande mudança em meu modelo, como adicionar uma grande nova infraestrutura ou adicionar um novo tipo de usuário de água, preciso alterar as penalidades em meu modelo? Sim, algumas penalidades em seu modelo podem precisar de algum refinamento, dependendo da importância da alteração. Experimente e veja.

6. Posso usar qualquer número para penalidades? Por exemplo, se meu modelo tem 2 nós, posso usar um milhão negativo e positivo como minhas penalidades? Sim, mas é uma má ideia. Use números que estejam o mais próximos possível. Caso contrário, à medida que seu modelo cresce, você pode ficar sem penalidades disponíveis e seu modelo começará a cometer erros de arredondamento. No entanto, se você usar penalidades muito semelhantes, seu modelo pode ser insensível a elas (ou seja, não considerá-las adequadamente ao simular alocações). Com um pouco de experiência, você aprenderá a definir penalidades que funcionem bem. Para obter essa experiência, tente alterar as penalidades e veja como isso afeta as saídas do seu modelo.

Finalmente, fornecemos mais alguns detalhes técnicos sobre penalidades:

• Os nós de reservatório e armazenamento têm penalidades de alocação atribuídas a eles. Uma penalidade negativa significa que o reservatório tenderá a acumular água, a menos que uma penalidade menor em outro nó resulte em menor prioridade no armazenamento do reservatório.

• As penalidades de alocação podem ser constantes (parâmetros constantes) ou perfis (mensais, diários, semanais) que mudam com o tempo. Além disso, as penalidades de alocação podem ter diferentes níveis definidos por diferentes curvas de controle com base no volume do reservatório. Apesar das penalidades de alocação de reservatórios e armazenamento influenciarem o armazenamento de água, as liberações desses nós resultarão de um equilíbrio de penalidades no sistema, considerando as penalidades de alocação a jusante, à medida que o algoritmo tenta minimizar a penalidade geral do sistema em cada etapa de tempo.