Modelagem econômica para tomada de decisões na programação diária da operação de usinas hidrelétricas

Abstract

Resumo: A Programação Diária de usinas hidrelétricas e a etapa do planejamento da geração na qual define-se o despacho de geraçao para cada unidade geradora de cada usina para cada meia hora do dia seguinte. Na elaboracao do Programa de Geraçao, que e o produto da Programacão Diaria, devem ser atendidos todos os aspectos relevantes a operaçao energetica em tempo real, bem como as diretrizes definidas nas outras etapas do planejamento, como a mensal e anual. Desta forma, a Programacão Diaria e a interface entre a operacao em tempo real e o planejamento da geracão, atraves da qual as açoes definidas no planejamento se efetivam. A geracão de energia no Brasil ocorre no âmbito de Sistema Interligado Nacional (SIN) e esta submetida ao seu arcabouco institucional. Neste contexto, o SIN possui despacho centralizado, tendo um responsavel pelo planejamento e programaçao da geracão: o Operador Nacional do Sistema Eletrico (ONS), instituto que desenvolve esta atividade em conjunto com os agentes proprietarios dos ativos de geracao. Planejar a operaçao do SIN nao e uma tarefa trivial e para tanto, o ONS utiliza modelos computacionais cuja finalidade e a de otimizar a referida operacçaão. Ocorre que estes modelos foram concebidos sob uma visãao sistâemica em detrimento de aspectos específicos a determinados aproveitamentos fazendo com que os agentes proprietarios sejam os responsaveis pelo atendimento destas especificidades. E na etapa de programacao diaria que sao negociados os montantes de geracão despachados por cada usina do sistema a cada meia hora do dia e e na negociacao que os agentes acertam o atendimento as suas respectivas especificidades. Para que haja uma negociaçcãao fundamentada e um despacho bem acertado, cada agente deve dispor de ferramentas computacionais capazes de tratar adequadamente seus aproveitamentos sem que a operacçaão do sistema fique prejudicada. Este trabalho apresenta uma modelagem matematica computacional que contempla o planejamento com horizonte bimestral, cuja finalidade e fundamentar a negociaçcãao com o ONS; uma modelagem específica para programacao diária da operacão, com a finalidade de elaborar o despacho otimo de unidades geradoras, e finalmente, um metodo de interacão entre as duas modelagens. O foco de todo o metodo e um numero limitado de aproveitamentos hidreletricos, constituindo uma ferramenta util para agentes geradores. Ele foi testado em um conjunto de usinas, avaliado e validado, por meio de simulacoes e comparacoes com a operacao verificada no ano de 2011.

Abstract: The daily schedule of hydroelectric power plants is the stage of generation planning in which is defined the generation dispatch for each unit of each plant for each half an hour of the next day. In daily schedule development, all important issues for real time operation must be observed as well as the decisions made on the others planning stages, as medium and long run. In this way, daily schedule is an interface between real time operation and generation planning, through that the actions defined in generation planning are taken. The generation in Brazil is embedded in called SIN, which is a very large National Integrated production and transmission System and must obey all of SIN's rules. So the generation dispatch is developed by an independent organization called ONS (National System Operator) which one make the decisions in agreement of the generation agents (the owners of power plants), after some negotiations. The development of planning generation in Brazil isn't an easy one and the ONS has computational models that helps in this activity. These models are about all the system and the specific plants' issues aren't observed. That way, the agents must alert the ONS about these ones and is in the daily schedule that warnings happen. So, in order to improve the negotiations which ONS and built an optimal generation schedule, agents needs computational models that observes yours specific issues. This present work develops a mathematic model about monthly planning, daily schedule and the connection between both. The model's goal is an optimal negotiation with ONS and an optimal generation schedule of a day, in according of specific issues that the ONS models don't observe. The models were tested in some plants and comparisons were made in order to approve the methods.