Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-09T19:56:20Z No. of bitstreams: 1 DissVSHS.pdf: 882234 bytes, checksum: f08aea79440ba666e616318257bbdec9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:05:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVSHS.pdf: 882234 bytes, checksum: f08aea79440ba666e616318257bbdec9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:05:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVSHS.pdf: 882234 bytes, checksum: f08aea79440ba666e616318257bbdec9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T14:05:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissVSHS.pdf: 882234 bytes, checksum: f08aea79440ba666e616318257bbdec9 (MD5) Previous issue date: 2015-12-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The investor, that negotiate assets, is subject to economic risks of any negotiation because there is no certainty regarding the appreciation or depreciation of an asset. Here comes the futures market, where contracts can be negotiated in order to protect (hedge) the risk of excessive losses or gains, making the purchase or sale assets, fair for both sides. The goal of this work consist in study Lévy pure-jump process with finite activity, also known as compound Poisson process, and its applications. Discovered by the French mathematician Paul Pierre Lévy, the Lévy processes admits jumps in paths, which is often observed in financial markets. We will define a hedging strategy for a market model with compound Poisson process using mean-variance hedging and dynamic programming. / Interessado em fazer com que o seu capital gere lucros, o investidor ao optar por negociar ativos, fica sujeito aos riscos econômicos de qualquer negociação, pois não existe uma certeza quanto a valorização ou desvalorização de um ativo. Eis que surge o mercado futuro, em que é possível negociar contratos a fim de se proteger (hedge) dos riscos de perdas ou ganhos excessivos, fazendo com que a compra ou venda de ativos, seja justa para ambas as partes. O objetivo deste trabalho consiste em estudar os processos de Lévy de puro salto de atividade finita, também conhecido como modelo de Poisson composto, e suas aplicações. Proposto pelo matemático francês Paul Pierre Lévy, os processos de Lévy tem como principal característica admitir saltos em sua trajetória, o que é frequentemente observado no mercado financeiro. Determinaremos uma estratégia de hedging no modelo de mercado com o processo de Poisson composto via o conceito de mean-variance hedging e princípio da programação dinâmica.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1452000 bytes, checksum: f0d2af7428a4caf8e2af59b42c65d028 (MD5) Previous issue date: 2007-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / It was aimed in the present study to carry out a method of economical measurement of water supply system, composed by pipes network, including its propulsion system. This method is denominated here as EficientE , which was carried out on search of a minimal cost solution for threshed networks, with branches intended to amplify the existing networks. In order to develop the optimization methodology, techniques of dynamic programming were used here, in association with basic economical concepts. This technique-concept association enabled the development of a mathematical algorithm iteration of convergence, aiming to obtain a minimum cost solution. For estimating the variables of state of the system, it was performed for each iteration a special program associated to software of hydraulic simulation of continuous water flow in threshed networks of water supply. The method proposed here was tested in five situations of water networks with distinct features concerning their design, size, and contour conditions. This method showed to be effective in all situations, resulting in excellent performance, which means that it can be applied to networks of water distribution of any proportion, since no restrictions were detected when simulating its application. / O presente estudo tem o objetivo de elaborar um método de dimensionamento econômico de sistemas de distribuição de água, composto pela rede de tubulações, com seu sistema de impulsão. O método, aqui denominado EficientE , busca alcançar a solução de custo mínimo para redes malhadas, ramificadas e para ampliações de redes já existentes. Para o desenvolvimento da metodologia de otimização, foram utilizadas técnicas de programação dinâmica, aliadas a conceitos econômicos básicos. Esta junção de técnicas e conceitos propiciou o desenvolvimento de um algoritmo matemático iterativo de convergência, para a obtenção da solução de custo mínimo. Para a determinação das variáveis de estado do sistema, a cada iteração, foi desenvolvido e utilizado um programa, associado a um software de simulação hidráulica do escoamento permanente em redes malhadas de distribuição de água. O método proposto foi testado em cinco exemplos de redes com características distintas, quanto ao traçado, tamanho e condições de contorno. Em todas as redes estudadas, o método funcionou perfeitamente e apresentou excelente desempenho. Os resultados alcançados indicam que o método pode ser utilizado em redes de qualquer porte, pois não foram encontradas quaisquer restrições a sua aplicação.

Processos de Decisão Markovianos (Markov Decision Process - MDP) modelam problemas de tomada de decisão sequencial em que as possíveis ações de um agente possuem efeitos probabilísticos sobre os estados sucessores (que podem ser definidas por matrizes de transição de estados). Programação dinâmica em tempo real (Real-time dynamic programming - RTDP), é uma técnica usada para resolver MDPs quando existe informação sobre o estado inicial. Abordagens tradicionais apresentam melhor desempenho em problemas com matrizes esparsas de transição de estados porque podem alcançar eficientemente a convergência para a política ótima, sem ter que visitar todos os estados. Porém essa vantagem pode ser perdida em problemas com matrizes densas de transição, nos quais muitos estados podem ser alcançados em um passo (por exemplo, problemas de controle com eventos exógenos). Uma abordagem para superar essa limitação é explorar regularidades existentes na dinâmica do domínio através de uma representação fatorada, isto é, uma representação baseada em variáveis de estado. Nesse trabalho de mestrado, propomos um novo algoritmo chamado de FactRTDP (RTDP Fatorado), e sua versão aproximada aFactRTDP (RTDP Fatorado e Aproximado), que é a primeira versão eficiente fatorada do algoritmo clássico RTDP. Também propomos outras 2 extensões desses algoritmos, o FactLRTDP e aFactLRTDP, que rotulam estados cuja função valor convergiu para o ótimo. Os resultados experimentais mostram que estes novos algoritmos convergem mais rapidamente quando executados em domínios com matrizes de transição densa e tem bom comportamento online em domínios com matrizes de transição densa com pouca dependência entre as variáveis de estado. / Markov Decision Process (MDP) model problems of sequential decision making, where the possible actions have probabilistic effects on the successor states (defined by state transition matrices). Real-time dynamic programming (RTDP), is a technique for solving MDPs when there exists information about the initial state. Traditional approaches show better performance in problems with sparse state transition matrices, because they can achieve the convergence to optimal policy efficiently, without visiting all states. But, this advantage can be lose in problems with dense state transition matrices, in which several states can be achieved in a step (for example, control problems with exogenous events). An approach to overcome this limitation is to explore regularities existing in the domain dynamics through a factored representation, i.e., a representation based on state variables. In this master thesis, we propose a new algorithm called FactRTDP (Factored RTDP), and its approximate version aFactRTDP (Approximate and Factored RTDP), that are the first factored efficient versions of the classical RTDP algorithm. We also propose two other extensions, FactLRTDP and aFactLRTDP, that label states for which the value function has converged to the optimal. The experimental results show that when these new algorithms are executed in domains with dense transition matrices, they converge faster. And they have a good online performance in domains with dense transition matrices and few dependencies among state variables.

Orientador: João Bosco Ribeiro do Val / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T00:07:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Calmon_AndreduPin_M.pdf: 862345 bytes, checksum: 122780715dca28ac7fa3199aa0586e7c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho apresenta a caracterização teórica e a estratégia de controle para sistemas estocásticos em tempo discreto onde a variação da ação de controle aumenta a incerteza sobre o estado (sistemas VCAI). Este tipo de sistema possui várias aplicações práticas, como em problemas de política monetária, medicina e, de forma geral, em problemas onde um modelo dinâmico completo do sistema é complexo demais para ser conhecido. Utilizando ferramentas da análise de funções não suaves, mostra-se para um sistema VCAI multidimensional que a convexidade é uma invariante da função valor da Programação Dinâmica quando o custo por estágio é convexo. Esta estratégia indica a existência de uma região no espaço de estados onde a ação ótima de controle é de não variação (denominada região de não-variação), estando de acordo com a natureza cautelosa do controle de sistemas subdeterminados. Adicionalmente, estudou-se algoritmos para a obtenção da política ótima de controle para sistemas VCAI, com ênfase no caso mono-entrada avaliado através de uma função custo quadrática. Finalmente, os resultados obtidos foram aplicados no problema da condução da política monetária pelo Banco Central. / Abstract: This dissertation presents a theoretical framework and the control strategy for discrete-time stochastic systems for which the control variations increase state uncertainty (CVIU systems). This type of system model can be useful in many practical situations, such as in monetary policy problems, medicine and biology, and, in general, in problems for which a complete dynamic model is too complex to be feasible. The optimal control strategy for a multidimensional CVIU system associated with a convex cost functional is devised using dynamic programming and tools from nonsmooth analysis. Furthermore, this strategy points to a region in the state space in which the optimal action is of no variation (the region of no variation), as expected from the cautionary nature of controlling underdetermined systems. Numerical strategies for obtaining the optimal policy in CVIU systems were developed, with focus on the single-input input case evaluated through a quadratic cost functional. These results are illustrated through a numerical example in economics. / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-12T13:55:12Z No. of bitstreams: 1 glauciafernandes.pdf: 1492649 bytes, checksum: 3497d6f4bd8b07186c17e1376245374d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T12:15:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 glauciafernandes.pdf: 1492649 bytes, checksum: 3497d6f4bd8b07186c17e1376245374d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T12:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 glauciafernandes.pdf: 1492649 bytes, checksum: 3497d6f4bd8b07186c17e1376245374d (MD5) Previous issue date: 2014-01-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho tem por objetivo sugerir uma adaptação do modelo de Silva & Santiago (2009) para projetos com market share garantido, aplicando a modelagem para analisar a viabilidade de um projeto de P&D incubado pelo CRITT da UFJF. Além disso, algumas críticas foram apontadas em relação ao modelo dos autores, tais como a inflexibilidade de alguns parâmetros e à insensibilidade dos custos em relação ao tempo e a performance do produto/tecnologia, quando grande parte dos custos das empresas são fixos. A fim de contornar esses problemas alguns testes de sensibilidades foram realizados garantido maior confiabilidade dos resultados: (i) análises da probabilidade de sucesso; (ii) análise dos parâmetros de forma e escala, e; (iii) análise do desvio padrão do tempo. Com respeito ao projeto estudado (o HBDO), este se mostrou mais promissor diante do tratamento múltiplo da incerteza, apresentando um valor superior ao valor calculado pela análise tradicional. Com relação ás análises de sensibilidades sobre o projeto, observou-se que os parâmetros sensibilizados impactaram significativamente o valor do projeto, indicando que uma análise cautelosa deve ser feita em relação aos mesmos. Além disso, uma análise do valor do projeto com o tempo seguindo uma distribuição uniforme também foi realizada, apresentando valores menores que os estimados anteriormente com a distribuição triangular, mas seguindo as mesmas conclusões anteriores sobre a importância de se considerar as incertezas na análise de valoração. Por fim, conclui-se que a análise de valoração de projetos de P&D ainda é um desafio e, por isso, o desenvolvimento e/ou aprimoramento de modelos que captem as incertezas e flexibilidades gerenciais que os gestores enfrentam justifica a escolha dessa unidade de estudo. / This work suggests an adaptation of Silva & Santiago (2009) model for treat projects with guaranteed market share and we intend to apply it to analyze a R&D project, which is incubated by CRITT at UFJF. Moreover, some critics were made about authors' model, such as the inflexibility of some parameters and the insensitivity of costs on time and product/technology performance, when most costs of the companies are fixed. To ride out these problems some sensitivity tests were performed to guarantee higher reliability of the results: (i) analysis of the success probability; (ii) analysis of the parameters of shape and scale; (iii) analysis of the standard deviation of time. With respect to the project that we studied (the HBDO), it was more promising over multiple uncertainties, presenting a value higher than that calculated by traditional analysis. With respect to sensitivity analysis performed, it was observed that the sensitized parameters had a significantly impact on the project value, which indicate that a careful analysis should be done for those. Furthermore, an analysis of the project value with the time following a uniform distribution was performed too and it showed lower values than those estimated previously with triangular distribution. It also showed the same previous conclusions about the importance of considering the uncertainties in the valuation analysis. Finally, we concluded that the analysis of the valuation of R&D projects is still a challenge and, therefore, the development and/or improvement of models that capture the uncertainty and managerial flexibility faced by the managers, justifies the choice of this study.

O planejamento operacional de um sistema de transporte de longa distância implica resolver um problema de otimização de rede dinâmica, visando a efetuar, de forma eficaz e eficiente, o atendimento às demandas de cargas, utilizando a capacidade de transporte disponível. A metodologia de solução proposta utiliza a abordagem de Rede de Filas Logísticas, a qual substitui o processo de otimização global da rede (usualmente utilizando Programação Linear Inteira) por um modelo de Programação Dinâmica Estocástica, Aproximada e Adaptativa, que permite a resolução de uma série de subproblemas delimitados no tempo, reduzindo sensivelmente a quantidade de variáveis envolvidas. Este método permite a utilização de modelos matemáticos mais realistas em horizontes de planejamento mais amplos. O presente trabalho estende os modelos encontrados na Literatura, aplicando o método a problemas de maior complexidade, incluindo a consideração de frotas heterogêneas de veículos, janelas de início de atendimento, utilização de terceiros transportadores e penalidades pelo não atendimento das demandas. São apresentados exemplos de problemas experimentais submetidos com sucesso à técnica desenvolvida. O trabalho inclui ainda o delineamento de um Sistema de Apoio à Decisão incorporando a metodologia proposta. / Operational planning of a long haul transportation system implies to solve a dynamic network optimization problem, aiming to perform the freight movements in an efficient and effective way, while utilizing the available transportation capacity. The proposed solution methodology utilizes the Logistic Queueing Network approach, replacing the network global optimization process through Integer Linear Programming by a model of Stochastic, Approximate and Adaptive Dynamic Programming, which allows the resolution of a sequence of sub- problems delimited in time, strongly reducing the quantity of variables involved. This method allows the utilization of more realistic mathematical models in a broader planning horizon. The research extends models found in the literature to solve more complex problems, including the consideration of heterogeneous fleet of vehicles, time windows, third party vehicles and penalties for not attendance of demands. Experimental problems solved successfully with the developed technique are presented. The work also presents the delineation of a Decision Support System incorporating the proposed methodology.

Neste trabalho, estudamos o problema de corte bidimensional multiperíodo com sobras aproveitáveis, que consiste em cortar objetos grandes visando a produção de um conjunto de itens menores. Supomos um horizonte de planejamento finito com uma quantidade finita de períodos entre os tempos inicial e final. Primeiramente consideramos uma versão determinística em que conhecemos, à priori, os itens solicitados em uma ordem de trabalho e o custo dos objetos a cada período. Algumas das sobras geradas durante o processo de corte dos itens solicitados em um período podem ser utilizadas como objetos no futuro. As sobras que podem ser usadas no futuro são denominadas sobras aproveitáveis. De forma geral, uma sobra é considerada aproveitável se possui dimensões iguais ou superiores as de algum item de uma lista pré-definida para o período. O objetivo é minimizar o custo total dos objetos utilizados para satisfazer a ordem de trabalho dos itens solicitados de todo o horizonte considerado. Havendo soluções com o mesmo custo, desejamos encontrar aquela que, no fim do horizonte de tempo considerado, maximize o valor das sobras aproveitáveis remanescentes. Apresentamos uma modelagem matemática do problema usando uma formulação em dois níveis, que é transformada em um modelo de programação linear inteira mista, devido às características do problema. Considerando a dificuldade em resolver o modelo desenvolvido, apresentamos uma proposta de uma abordagem heurística baseada em Programação Dinâmica Aproximada (PDA) para lidar com o problema proposto. Outras opções baseadas em estratégias do tipo horizonte rolante e relax-and-fix também são consideradas. Consideramos também o cenário onde não conhecemos de antemão os itens da ordem de trabalho e o custo dos objetos, mas temos informações das distribuições de probabilidade de ambos. Nesse caso, apresentamos uma abordagem baseada em programação dinâmica aproximada para estimar a melhor estratégia a ser seguida em cada período. Comparamos os resultados obtidos pela PDA com os resultados encontrados por um método guloso. Em cenários adequados, os resultados mostram que a PDA consegue soluções superiores ao método guloso. / In this research, we study the multi-period two-dimensional cutting problem with usable leftover, which consists of cutting objects to produce a set of items. We assume a finite planning horizon with a finite amount of periods between the initial and final times. First we consider a deterministic version in which we know, a priori, the set of ordered items and the cost of the objects at each period. Some of the leftovers generated during the cutting process of the ordered items in a period may be used as objects in the future. The leftovers that can be used in the future are called usable leftovers. In general, a leftover is considered usable if it has dimensions equal to or greater than that of some item from a predefined list for the period. The goal is to minimize the total cost of the objects used to cut the set of ordered items of the entire considered horizon. If there are solutions with the same cost, we wish to find one that, at the end of the considered time horizon, maximizes the value of the remaining usable leftovers. We present a mathematical model of the problem using a bilevel formulation, which is transformed into a mixed integer linear programming model, due to the characteristics of the problem. Considering the difficulty in solving the developed model, we propose a heuristic approach based on approximate dynamic programming (ADP) to deal with the proposed problem. Other options based on the rolling horizon and relax-and-fix strategies are also considered. We also consider the scenario where we do not know in advance the set of ordered items and the cost of the objects, but we have information about the probability distributions of both. In this case, we present an approach based on approximate dynamic programming to estimate the best strategy to be followed at each period. We compared the results obtained by the ADP with the results found by a greedy method. In suitable scenarios, the results show that the ADP achieves superior solutions to the greedy method.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-22T12:09:45Z No. of bitstreams: 1 cristinamarciabarrosdecastro.pdf: 9219339 bytes, checksum: 92fbbaf80500b5c629a4e62bcd9aa49d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T15:29:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cristinamarciabarrosdecastro.pdf: 9219339 bytes, checksum: 92fbbaf80500b5c629a4e62bcd9aa49d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T15:29:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cristinamarciabarrosdecastro.pdf: 9219339 bytes, checksum: 92fbbaf80500b5c629a4e62bcd9aa49d (MD5) Previous issue date: 2012-12-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de atendimento à demanda de energia elétrica, buscando um baixo custo na geração de energia, é imprescindível o desenvolvimento do planejamento da operação do setor elétrico brasileiro. O planejamento da operação no horizonte de médio prazo leva em consideração a alta estocasticidade das afluências e é avaliado através da série histórica de Energia Natural Afluente (ENA). No modelo homologado pelo setor, o estudo da ENA tem sido feito por meio da metodologia Box e Jenkins, para determinar os modelos autorregressivos periódicos (PAR(p)), bem como sua ordem . Aos resíduos gerados na modelagem do PAR(p), são aplicados uma distribuição lognormal três parâmetros, como forma de gerar séries sintéticas hidrológicas semelhantes à série histórica original. Contudo, a transformação lognormal incorpora não linearidades que afetam o processo de convergência da Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE). Este trabalho incorpora a técnica de bootstrap para a geração de cenários sintéticos que servirão de base para a aplicação da PDDE. A técnica estatística Bootstrap é um método alternativo a ser empregado ao problema de planejamento e que permite tanto determinar a ordem ( ) do modelo PAR(p), quanto gerar novas séries sintéticas hidrológicas. Assim, o objetivo do trabalho é analisar os impactos existentes com o uso do Bootstrap no planejamento da operação dos sistemas hidrotérmicos e, em seguida estabelecer uma comparação com a metodologia que tem sido aplicada no setor. Diante dos resultados foi possível concluir que a técnica bootstrap permite a obtenção de séries hidrológicas bem ajustadas e geram resultados confiáveis quanto ao planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos, podendo ser usada como uma técnica alternativa ao problema em questão. / Aiming to match the long term load demand with a low cost in power generation, it is very important to improve more and more the operation planning of the Brazilian electric sector. The operation planning of medium/long term takes into account the water inflows, which are strongly stochastic, and it must be evaluated using the series of Natural Energy Inflows (NEI). In the current computational model applied to Brazilian operation planning of medium/long term, the study of ENA has been done by Box and Jenkins methodology, which determines the periodic autoregressive model (PAR (p)), as well as its order p. A lognormal distribution with three parameters is applied on the residues that are created by the PAR (p) model, as a way to generate synthetic hydrologic series similar to the original series. However, this lognormal transformation brings nonlinearities which can disturb the stability and convergence of Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP). This thesis incorporates the bootstrap technique to create synthetic scenarios which will be taken into account as a basis for the SDDP implementation. This statistical technique, called bootstrap, is an alternative method used to determine both the order (p) of the model PAR (p), and, after that, to produce synthetic hydrological series. Thus, the objective of this thesis is to analyze the impact of the Bootstrap technique compared to the current methodology. The results showed that the bootstrap technique is suitable to obtain adherent hydrological series. So, it was created reliable scenarios regarding the planning of the operation of hydrothermal systems. Finally, this new methodology can be used as an alternative technique to long term hydrothermal planning problems.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-20T13:53:44Z No. of bitstreams: 1 rafaelbrunodasilvabrandi.pdf: 3504861 bytes, checksum: 82d36b1bf645c59e92876390b55e996b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T15:19:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelbrunodasilvabrandi.pdf: 3504861 bytes, checksum: 82d36b1bf645c59e92876390b55e996b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:19:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelbrunodasilvabrandi.pdf: 3504861 bytes, checksum: 82d36b1bf645c59e92876390b55e996b (MD5) Previous issue date: 2011-03-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Sistema Elétrico Brasileiro (SEB) apresenta características peculiares devido às grandes dimensões do país e pelo fato da geração elétrica ser proveniente predominantemente de usinashidráulicasqueproporcionamaosistemaacapacidadedeumaregularizaçãoplurianualdos seusreservatórios. Asafluênciasnestasusinassãoestocásticasemuitasvezesapresentamcomportamentos complementares entre as diversas regiões do país, o que incentiva a existência de grandes intercâmbios energéticos entre os subsistemas através do Sistema Interligado Nacional (SIN). O planejamento da operação no horizonte de médio/longo prazo no país (que compreende a um período de 5 a 10 anos à frente com discretização mensal) é realizado por uma cadeia de modelos computacionais validados pelos principais agentes que atuam no SEB (comercialização, geração, transmissão e distribuição de energia). O principal modelo desta cadeia, a qual é desenvolvida pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica/ELETROBRÁS, é o modelo NEWAVE que baseia-se na técnica de Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE) para a determinação da política eletroenergética de médio prazo. O objetivo deste trabalho é implementar um modelo computacional para o planejamento da operação de médio prazo utilizando a metodologia de Programação Dinâmica Estocástica conjuntamente ao algoritmo de fechos convexos (PDE-ConvexHull) de uma forma computacionalmente eficiente (Fast-PDE-ConvexHull). Isto porque observou-se que quando utiliza-se a técnicadaPDE-ConvexHull,umnúmeroelevadodehiperplanossãoobtidosnacomposiçãodas funçõesdecustofuturoe,comisto,osdiversosproblemasdeprogramaçãolinearaseremresolvidos durante o processo iterativo podem tornar-se maiores, aumentando consideravelmente o tempodaexecuçãodocálculodapolíticaoperativa. Sendoassim,aprincipalcontribuiçãodeste trabalho é apresentar uma nova metodologia para a representação da função de custo futuro no problema de programação linear na qual o tempo computacional se torne menos sensível ao númerodehiperplanosobtidospeloalgoritmodefechosconvexos. Ressalta-sequetambémsão utilizadas técnicas de computação paralela com o objetivo de tornar o processo mais eficiente. A metodologia foi utilizada para o cálculo do planejamento de médio prazo do SEB, baseando-se em subsistemas equivalentes de energia. A metodologia Fast-PDE-ConvexHull foi incorporada a uma plataforma computacional, desenvolvida em C++/Java, capaz de considerar o mesmo conjunto de dados utilizado pelos modelos oficiais do SEB, compondo assim um modelo robusto para a resolução do problema. Primeiramente, para fins de validação da metodologia proposta, comparou-se os resultados obtidos pela metodologia da Fast-PDE-ConvexHull com os resultados obtidos pela utilização da técnica da PDE-ConvexHull com o objetivo verificar o ganho computacional e a aderência dos resultados. Por fim, como a plataforma computacional desenvolvida é capaz de utilizar o conjunto de dados oficiais disponibilizados para o SIN, fez-se o uso do Programa Mensal de Operação (PMO) de janeiro de 2011, disponibilizado pelo Operador Nacional do Sistema (ONS), como caso de estudo para comparação dos resultados obtidos pela metodologia proposta com os resultados obtidos pelo modelo NEWAVE. / The Brazilian National Grid (BNG) presents peculiar characteristics due to the huge territory dimensions and by the fact that the electricity generation is predominantly originated from hydraulic plants that provide for the system the capacity of a pluriannual regularization of the reservoirs. The water inflows to these plants are stochastic and often present complementary behavior among the regions of the country, stimulating the existence of big amounts of energy exchanges between the subsystems through the national grid. The long term operation planning problem (that includes a period of 5 to 10 years ahead with monthly discretization) is made by a chain of computational models that are validated by the main agents that act on BNG (commercialization, generation, transmition and distribution of energy). The primary model of this chain, which is developed by Electric Energy Research Center/ELETROBRÁS, is the NEWAVE model, which is based on the Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP) for electroenergetic policy determination on a long term horizon. Thisworkhastheobjectiveofimplementacomputationalmodelforthemid/longtermoperation planning using the Stochastic Dynamic Programming (SDP) together with the Convex Hull algorithm (PDE-ConvexHull) in a computationally efficient way (Fast-PDE-ConvexHull). This is because it was observed that when utilizing the PDE-ConvexHull technique, an elevated amount of hyperplanes are obtained for the composition of the cost-to-go function. So, the different linear programming problems to be solved during the iterative process can be turned larger, increasing the execution time for the operational policy calculus in a considerably manner. Thus, the main contribution of this work is to present a new methodology (FastPDE-ConvexHull) for the representation of the cost-to-go function on the linear programming problems where the computational time become less sensible to the number of hyperplanes obtained from the Convex Hull algorithm. It is highlighted that techniques of parallel computing was employed in order to turn the process more efficient. The methodology was utilized for the BNG’s long term planning calculus, based on the equivalent subsystems of energy. The methodology Fast-PDE-ConvexHull was incorporated to a computational platform, developed in C++/Java programming language, that is able to consider the same data set used by the official models acting on the BNG, compounding a robust model for the resolution of the problem. Firstly, in order to validate the proposed methodology, the results obtained from the FastPDE-ConvexHullarecomparedwiththoseobtainedfromtheutilizationofthePDE-ConvexHull technique aiming to verify the computational gain and the adherence between both results. Finally, as the elaborated computational platform is capable to use the official data set availablefortheNG,itwaspossibletheutilizationoftheMonthlyOperationalProgram(MOP) of January 2011, released by the Independent System Operator (ISO), as the study case for comparingtheresultsobtainedbytheproposedmethodologywiththeresultsobtainedfromthe NEWAVE model.

Orientadores: Secundino Soares Filho, Mônica de Souza Zambelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T07:16:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ThayzeD'MartinCostada_M.pdf: 9346773 bytes, checksum: 73c504aef1611f22af50cead8deff7bf (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O Princípio do Equivalente Certo (PEC) garante que as abordagens determinística e estocástica são equivalentes na otimização de sistemas dinâmicos estocásticos quando satisfeitas certas condições. É possível que o problema de planejamento da operação energética (POE) se aproxime de satisfazer as condições do PEC, apesar de não atendê-las teoricamente. Assim, o objetivo desta dissertação é analisar a validade do PEC no âmbito da Programação Dinâmica aplicado ao POE de sistemas hidrotérmicos constituídos de um único reservatório e avaliar o impacto da violação de cada condição. As hipóteses do PEC foram analisadas progressivamente por meio da comparação dos resultados dos modelos considerados, desde o ideal que atende teoricamente às condições, até o mais próximo da realidade. Foram observadas diferenças pouco significativas entre as políticas de operação determinística e estocástica, indicando que o modelo de POE se aproxima de atender às condições do PEC. Uma consequência imediata deste estudo seria que a abordagem determinística do problema de POE para sistemas hidrotérmicos com um único reservatório pode ser tão eficaz quanto as abordagens estocásticas / Abstract: Certainty Equivalence Principle (CEP) ensures that deterministic and stochastic approaches are equivalent in stochastic dynamic systems optimization when some assumptions hold. It is possible that Long Term Hydrothermal Scheduling (LTHS) problem is close to attaining CEP¿s assumptions, although it does not attain them theoretically. Thus, the objective of this dissertation is to analyze the validity of CEP in Dynamic Programming framework applied to single reservoir LTHS problem and to evaluate the impacts of each CEP¿s condition violation. The CEP¿s conditions were progressive analyzed by comparison of the considered models results from an ideal case where theoretically assumptions hold until a case study closer to reality. Slight differences were observed between deterministic and stochastic operation policies, indicating that LTHS model is close to attain the CEP¿s conditions. An immediate consequence of this study would be that deterministic approach for the single reservoir LTHS problem can be as effective as stochastic ones / Mestrado / Energia Eletrica / Mestra em Engenharia Elétrica