Submitted by Augusto Cesar Pereira (augusto.pereira@feb.unesp.br) on 2017-12-20T09:42:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Augusto_Repositorio.pdf: 2651783 bytes, checksum: 084f19f166b7161411ec58baa4ecf206 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2017-12-20T10:54:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pereira_ac_me_bauru.pdf: 2651783 bytes, checksum: 084f19f166b7161411ec58baa4ecf206 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-20T10:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pereira_ac_me_bauru.pdf: 2651783 bytes, checksum: 084f19f166b7161411ec58baa4ecf206 (MD5) Previous issue date: 2017-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho propõe um modelo de Procedimento de Equilíbrio de Mercado com Restrições de Segurança Estocásticas (PEMRSE) que pode ser utilizado como um modelo de leilão de energia e reserva do dia seguinte por operadores de sistemas hidrotérmicos. O modelo de PEMRSE tem o objetivo de minimizar o custo esperado da operação, considerando os custos associados aos excedentes de geração e consumo, partidas, contratação de reservas e a penalização econômica associada aos cortes involuntários de carga. O PEMRSE considera vários aspectos que dificultam a resolução de problemas de leilão: i) representação detalhada dos sistemas de geração hidrelétrico e termelétrico; ii) perdas na transmissão; e iii) restrições de segurança pré e pós-contingência. São propostas técnicas de linearização que não demandam o uso de variáveis binárias para a função de produção hidráulica e para as funções de potência e engolimento máximo de geradores hidrelétricos. A estrutura estocástica permite cortes involuntários de carga, isto é, o operador pode optar por não contratar a totalidade das reservas necessárias para cobrir as falhas associadas às contingências, ponderando sua decisão pela probabilidade de ocorrência destas falhas e pelo valor da penalização econômica associada ao corte de carga. Propõe-se também uma técnica para a resolução de modelos de PEMRSE em tempos computacionais menores com relação à sua resolução direta. Simulações em um sistema-teste de três barras e no sistema IEEE de 24 barras evidenciam a eficiência do modelo, das técnicas de linearização e da técnica de resolução propostos. As simulações também mostram os impactos dos aspectos complicadores nos resultados do leilão e no tempo computacional de resolução. O modelo de PEMRSE proposto pode ser resolvido de maneira eficiente por meio de pacotes computacionais disponíveis comercialmente por meio da técnica de resolução proposta. / This work proposes a Market Clearing Procedure with Stochastic Security Constraints (MCPSSC) model that can be used as an energy and reserve day-ahead auction model by hydrothermal systems operators. The MCPSSC aims to minimize the expected cost of the operation, considering the costs associated with the generation and consumption surpluses, start-ups, contracting of reserves and the economic penalization associated with involuntary load shedding events. The MCPSSC model considers several aspects that complicate the resolution of auction problems: i) detailed representation of the hydrothermal generating systems; ii) transmission losses; and iii) pre- and post-contingency security constraints. We propose linearization techniques that does not require the use of binary variables for the hydro production function and for the maximum power output and maximum water discharge functions of hydro generators. The stochastic structure allows some load shedding, ie, the operator can choose not to contract the total reserve requirements to cover the failures associated with the contingencies, weighting its decision by the probability of occurrence of these failures and by the value of lost load. We also propose a technique for the resolution of MCPSSC models in lower computational times regarding its direct resolution. Simulations in a three-bus test system and in the IEEE 24-bus system show the efficiency of the model, the linearization techniques and the resolution technique proposed. The simulations also show the the impact of the complicating aspects in the auction outcomes and in the computational time. The proposed MCPSSC model can be efficiently solved by commercially available solvers by means of the proposed resolution technique.

Submitted by Diego Piotto (dpiotto@gmail.com) on 2017-08-28T18:15:31Z No. of bitstreams: 1 Diego Piotto_Final.pdf: 1609250 bytes, checksum: 9c276b0e7f775c9cb47d057087a1da5a (MD5) / Approved for entry into archive by Joana Martorini (joana.martorini@fgv.br) on 2017-08-28T18:21:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Diego Piotto_Final.pdf: 1609250 bytes, checksum: 9c276b0e7f775c9cb47d057087a1da5a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T12:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diego Piotto_Final.pdf: 1609250 bytes, checksum: 9c276b0e7f775c9cb47d057087a1da5a (MD5) Previous issue date: 2017-08-14 / O sistema elétrico brasileiro sofreu grandes mudanças em sua regulação nas últimas décadas no intuito de aumentar a eficiência de mercado baseando-se no incentivo a competição entre os agentes. O incentivo a entrada de geradores privados tem gerado resultados significativos a competição e tem provocado uma reestruturação que tem modificado a operação antes totalmente centralizada para modelos descentralizados que estimulam a competição entre agentes. O objetivo deste trabalho é, partir do artigo de Barroso Et al. (2001), onde é obtido a ação de poder de mercado em sistemas hidrotérmicos para ambiente competitivo e de mínimo custo tanto para modelo estático como modelo dinâmico, desenvolver o modelo de comportamento dos agentes para situações de colusão entre agentes price makers tanto para o modelo estático como para o dinâmico. Além disso obter as taxas de juros limites para o desvio da colusão. Será demostrado que em mercados com poucos agentes, o benefício de se desviar da colusão somente ocorre para altas taxas de desconto. Com a inclusão de maior quantidade de agentes, identifica-se que o incentivo ao desvio da colusão possui taxas descrentes. Será apresentado que para modelos acoplados no tempo o comportamento de um possível conluio fará com que os agentes sustentem o preço spot mais elevado, mesmo em períodos de baixa afluência. / The Brazilian electrical system has undergone great changes in its regulation in the last decades in order to increase the efficiency of the market based on the incentive to the competition among the agents. The incentive to the entry of private generators has generated significant results the competition and has caused a restructuring that has modified the operation before totally centralized to decentralized models that stimulate the competition between agents. The objective of this work is to analyze the market power in hydrothermal systems that is, based on thermal and hydroelectric generation, using low cost models for centralized systems and Nash Cournot model for decentralized systems both decoupled in time in order to obtain the dispatch great. The analysis extends to the strategic behavior of the agents for time coupled systems using low cost models for centralized systems and Nash Cournot model using stochastic programming resources to determine the optimal dispatch of the agents of the market. It has been shown that in markets with few agents, the benefit of diverting from collusion only occurs at high discount rates. With the inclusion of a greater number of agents, it is identified that the incentive to the deviation of collusion has unbelievable rates. It will be shown that for time-coupled models the behavior of a possible collusion will cause the agents to sustain the higher spot price, even in periods of low affluence.

Submitted by Alberto Quialheiro de Oliveira null (beto.stanley@bol.com.br) on 2016-07-19T15:25:34Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_ALBERTO.pdf: 4270530 bytes, checksum: bf6cacf30d20ec8e3d50a33065d262a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-20T17:41:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_aq_me_bauru.pdf: 4270530 bytes, checksum: bf6cacf30d20ec8e3d50a33065d262a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T17:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_aq_me_bauru.pdf: 4270530 bytes, checksum: bf6cacf30d20ec8e3d50a33065d262a5 (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho propõe-se um modelo de leilão multiperíodo para um mercado pool do dia seguinte de sistemas hidrotérmicos, que leve em consideração as restrições intertemporais do sistema termelétrico (e.g. potência máxima disponível e limites de rampa e período mínimo de operação e desligamento) e restrições hidráulicas (e.g. defluência, volume e balanço de água, altura de queda, alturas de montante e jusante do reservatório, limites de rampa de vazão defluente e função de produção). Também foram introduzidas no modelo as restrições de rede de transmissão, tais como o balanço e limites de fluxo de potência e representação das perdas. São descritas as técnicas de linearização das funções de altura de queda líquida, função de produção e função de perdas no sistema de transmissão. O modelo proposto é formulado como um problema de programação linear inteiro-misto, tendo sido resolvido utilizando as plataformas GAMS - CPLEX e IBM ILOG CPLEX Optimization Studio. Os resultados apresentados têm como foco principal a análise do impacto das restrições hidráulicas nos preços de equilíbrio de mercado e no despacho de geração de sistemas hidrotérmicos. Mostra-se que a operação de uma cascata hidráulica para o dia seguinte é orientada com base nas ofertas fornecidas pelas companhias geradoras no mercado de energia. / This work presents a brief description of an energy market structure, as well as its agents, economic division and service and time horizon classification. The Brazilian mar-ket, single-period and multiperiod auction are also described, as much as a concise presen-tation of a hydroelectric generation system. It's proposed for a day-ahead pool market, a multiperiod auction for hydrothermal system which takes into account the intertempo-ral constraints from a thermoelectric system (e.g. maximum available power output and ramp rate limits, minimum up and down time) and hydraulic constraints (e.g. defluence, volume and water balance, net head, forebay and tailrace levels of reservoir, water release ramp rate limits and the unit performance curves). It was also associated to the problem the transmission constraints, such as balance and flow power limits and power loss. On account of being a problem with such features, the linearization techniques of the net head, unit performance curves and power loss function are described. The proposed mo-del is based on a mixed integer linear programming problem, which used the GAMS -CPLEX and IBM ILOG CPLEX Optimization Studio to its resolution. Finally there are two reported situations to analyze the impact of the hydraulic constrains on the bidding prices, as well as the in˛uence of the selling prices on the total spillage of the hydroelectric plants. The model is projected for a hydro predominance plant cascade.

Em função do crescente processo de liberalização dos mercados de gás natural e de energia elétrica nos países do hemisfério norte, bem como pelo aumento das restrições ambientais, as projeções de demanda mundial de gás natural indicam um forte crescimento, principalmente no segmento de geração de energia elétrica. Assim, pode-se afirmar que haverá uma convergência cada vez maior entre os mercados de gás natural e de eletricidade. O transporte do gás natural em sua forma liquefeita, o GNL (Gás Natural Liquefeito), representa um importante pivô para essa convergência, bem como para uma integração global crescente dos mercados de gás natural e eletricidade. Essas evoluções sempre estiveram distantes da realidade brasileira, pois a geração elétrica predominantemente hídrica historicamente reservou um papel limitado para a geração termelétrica. No entanto, desde 2001, como resultado da crise de abastecimento de energia elétrica, o Brasil também fez esforços importantes rumo a uma maior convergência entre os mercados de gás e eletricidade. Desde 2005, a importação de GNL tem sido analisada para o caso brasileiro, visando prioritariamente o atendimento de uma demanda termelétrica para o gás natural. A característica principal deste modelo é a necessidade de se garantir uma oferta de combustível flexível para usinas que deverão suprir uma demanda termelétrica igualmente flexível: oferta flexível para demanda flexível. A luz das evoluções em curso no mercado global, o presente trabalho avalia a viabilidade deste modelo a partir da análise das possibilidades do suprimento de GNL ser efetuado de forma flexível, atuando, assim, como mecanismo de flexibilização da oferta de gás natural e garantindo um melhor aproveitamento da capacidade de geração elétrica atualmente instalada no Brasil. / Due to the growth of liberalization process on natural gas and electricity markets on northern hemisphere countries, as well as due to raising environmental restrictions, world natural gas demand projections indicate a strong growth, mainly driven by the power generation segment. Therefore, we can affirm that will have an even higher convergence between natural gas and electricity markets. Natural gas transportation in its liquefied form, the LNG (Liquefied Natural Gas), represents an important pivot for this convergence, as well as for the raising global integration of electricity and natural gas markets. These evolutions were always distant from Brazilian reality, as dominant hydroelectric generation historically reserved a limited role for thermoelectric generation. However, since 2001, as a result from the electricity supply crisis, Brazil also did important efforts towards a greater convergence between natural gas and electricity markets. Since 2005, LNG importation has been analyzed for the Brazilian case, primarily focusing thermoelectric demand utilization for the natural gas. The main characteristic of this model is the necessity to guarantee a flexible fuel supply for power plants that shall supply an equally flexible thermoelectric demand: flexible supply for flexible demand. In light of the evolutions underway on the global market, this study evaluates the viability of this model based on the possibility of LNG supplies be done on flexible way, acting then as a natural gas supply flexibility mechanism and guaranteeing a better utilization of the thermoelectric generation capacity already installed in Brazil.

Neste trabalho foi investigado um novo modelo baseado em inteligência artificial como ferramenta para a resolução do problema de planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de potência. Esta abordagem, que utiliza os princípios da evolução genética, tem se destacado com alta eficiência na solução de problemas de otimização. Para atender a todas as características do problema foram feitas algumas adaptações dos operadores genéticos tradicionais de recombinação e mutação, sendo o problema codificado usando uma cadeia de números reais, e não binários como normalmente é apresentado na literatura. Para isto, foram realizados vários testes visando moldar a técnica ao problema em questão, levando em conta suas características específicas. O algoritmo proposto também foi aplicado em vários testes com usinas pertencentes ao sistema hidroelétrico brasileiro e mostrou o bom desempenho desta abordagem em determinar uma operação ótima, garantindo, da melhor forma possível, o atendimento da demanda por um custo mínimo e com confiabilidade. As aplicações incluíram sistemas complexos, de grande porte, com até 35 usinas hidroelétricas, onde foram obtidos resultados satisfatórios. / The present thesis investigates a new model based on artificial inteligence as a tool to solve the problem of the operational planning of hydrothermal systems. This approach, which uses the principle of genetic evolution, has been very successful and efficient in the solution of optimization problems. To represent all the characteristics of the problem some adaptations of the traditional genetic operators of recombination and mutation were made. The problem used a string of real numbers instead of binary as usually presented in the literature. Thus, several tests were performed in order to adapt the technique to the problem, taking into account its specific characteristics. The proposed algorithm has been applied in several tests in real hydrothermal systems, with plants belonging to the brazilian southeast system. The results achieved so far have indicated that the proposed approach can be an effective alternative or a complementary technique for the planning of hidrothermal system, as it determines an operation strategy for each power plant and minimizes the expected value of the operative cost along the planning horizon. The applications include large systems, with up to 35 hydroelectric plants, where good results were obtained.

Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite Asano / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / A área do setor elétrico que trata das necessidades energéticas por parte das usinas, de forma coordenada, é chamada de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos de Potência. Esta área tem como finalidade principal encontrar uma política operativa que forneça energia elétrica ao sistema, em um determinado período, com confiabilidade e por um custo mínimo. Sendo assim com a intenção de colaborar com está área, a Tese desenvolvida teve como objetivo principal aplicar a técnica de otimização de colônia de formigas para minimizar a potência de bombeamento através da definição do melhor caminho para construção de tubulações de transferência de água entre dois pontos. Para isso uma nova ferramenta computacional (programa IarAI) foi proposta e implementada considerando os dados georreferenciados de entrada, sendo o relevo da região e restrições ambientais. O programa IarAI foi implementado nas linguagens Java e JavaScript. Além disso, o IarAI é composto por quatro módulos que utilizam como técnicas de otimização as Colônias de Formigas e Algoritmos Genéticos. A metodologia e programa foram validados através de dois estudos de casos. O primeiro foi composto por três pontes que ligavam o ninho até a comida com um espaço de busca de 1200 m (40 pontos) x 480 m (16 pontos). O segundo caso teste foi aplicado no curso natural do rio Pinheiros na cidade de São Paulo com um espaço de busca de 34.710 m (1.157 pontos) x 17.960 m (568 pontos). Finalmente, os resultados apresentados demonstram a aplicabilidade da metodologia e algoritmo proposto. / The area of the electricity sector that addresses the energy needs of the plants, in a coordinated way, is called Operation of Hydrothermal Power Systems. This area has as main objective to find an operative policy that provides electrical energy to the system, in a certain period, with reliability and for a minimum cost. The main objective of this thesis was to apply the ant colony optimization technique to minimize pumping power by defining the best path for the construction of water transfer pipes between two points. A new computational tool (IarAI program) was proposed and implemented considering the georeferenced input data, being the relief of the region and environmental restrictions. The IarAI program was implemented in Java and JavaScript languages. In addition, the IarAI is composed of four modules that use as optimization techniques the Ant Colony and Genetic Algorithms. The methodology and program were validated through two case studies. The first one consisted of three bridges that connected the nest to the food with a search space of 1200 m (40 points) x 480 m (16 points). The second test case was applied in the natural course of the Pinheiros river in the city of São Paulo with a search space of 34,710 m (1,157 points) x 17,960 m (568 points). Finally, the presented results demonstrate the applicability of the methodology and proposed algorithm.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Sistemas Hidrotermicos.pdf: 1921130 bytes, checksum: 988097a7877583ede959085e07eade65 (MD5) Previous issue date: 2012-06-21 / Particle Swarm Optimization has been widely used to solve real-world problems, including the operation planning of hydrothermal generation systems, where the main goal is to achieve rational strategies of operation. This can be accomplished by minimizing the high-cost thermoelectric generation, while maximizing the low-cost hydroelectric generation. The optimization process must consider a set of complex constrains. This work presents the application of some recently proposed Particle Swarm Optimizers for a group of hydroelectric power plants of the Brazilian interconnected system, using real data from existing plants. There were performed some tests by using the standard PSO, PSO-TVAC, Clan PSO, Clan PSO with migration, Center PSO, and one approach proposed in this work, called Center Clan PSO, over three different mid-term periods. All PSO approaches were compared to the results achieved by a Non-linear Programming algorithm (NLP). Furthermore, another approach was proposed, based on Center PSO, named Extended Center PSO. It was observed that the PSO approaches presented as promising solutions to the problem, even better than NLP in some cases. / A Otimização por Enxame de Partículas tem sido amplamente utilizada na solução de problemas do mundo real, inclusive para o problema do planejamento da operação de sistemas de geração hidrotérmicos, em que o principal objetivo é encontrar estratégias racionais de operação. A solução é obtida através da minimização da geração térmica, alto custo, enquanto maximiza-se a geração hidrelétrica, que é de baixo custo. O processo de otimização deve considerar um conjunto complexo de restrições. Este trabalho apresenta a aplicação de uma abordagem recente chamada de Otimização por Enxame de Partículas para o problema com um grupo de usinas hidrelétricas do sistema interligado brasileiro, utilizando dados reais das usinas existentes. Foram realizados testes usando o PSO original, PSO-TVAC, Clan PSO, Clan PSO com a migração, Center PSO, e uma abordagem proposta neste trabalho, denominada Center Clan PSO, ao longo de três diferentes períodos de médio prazo. Todas as abordagens PSO foram comparadas com os resultados obtidos por um algoritmo de programação não linear (NLP). Além disso, uma outra abordagem foi proposta, com base no algoritmo Center PSO, chamada Extended Center PSO. Observou-se que as abordagens PSO apresentaram resultados promissores na solução do problema, com resultados até mesmo melhores, em alguns casos, que os obtidos pelo NLP.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-08-31T17:54:58Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Edson da Silva Ramos - 2017.pdf: 3997839 bytes, checksum: 46c0db17187cdc3a0d29e581ce8b11f0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-09-15T13:42:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Edson da Silva Ramos - 2017.pdf: 3997839 bytes, checksum: 46c0db17187cdc3a0d29e581ce8b11f0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T13:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Edson da Silva Ramos - 2017.pdf: 3997839 bytes, checksum: 46c0db17187cdc3a0d29e581ce8b11f0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-15 / The problem of planning the hydrothermal systems is complex, dynamic, stochastic, interconnected and nonlinear. In this work this problem is treated to meet one goal: minimize the use of water tank during a scenario of natural river flows lean period. This paper presents the application of meta-heuristics mono-objective of this problem, using a set of eight real plants in the National Interconnected System during the period of five years. The algorithms used were: PSO, ABeePSO, LSSPSO and KFPSO. The experiments were compared to studies using Nonlinear Programming and it appears that this work presents a simulation model and optimization for flexible hydrothermal system and highly adaptable to the use of different meta-heuristics allowing the researcher to apply different algorithms and compare the results between them. / O problema do planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos é complexo, dinâmico, estocástico, interconectado e não linear. Nesse trabalho esse problema é tratado de forma a atender um objetivo: minimizar o uso do reservatório de água durante um cenário de período de escassez de vazão natural dos rios. Este trabalho apresenta a aplicação de meta-heurísticas mono-objetivo a esse problema, utilizando um conjunto de oito usinas reais do Sistema Interligado Nacional durante o período de cinco anos. Os algoritmos utilizados foram: PSO, ABeePSO, LSSPSO e KFPSO. Os experimentos realizados foram comparados com estudos que utilizaram Programação Não Linear. E conclui-se que esse trabalho apresenta um modelo de simulação e otimização para sistema hidrotérmicos flexível e altamente adaptável para o uso de diversas meta-heurísticas possibilitando o pesquisador aplicar diferentes algoritmos e comparar esses resultados entre os mesmos.

Este trabalho apresenta um algoritmo determinístico para o planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de potência com representação individualizada das usinas hidroelétricas. Este problema caracteriza-se por ser não-linear, não diferenciável e de grande porte. O modelo de otimização foi baseado em algoritmos de fluxo em rede não-linear e foi utilizado o método do gradiente reduzido para se encontrar a direção ótima e o método da razão áurea para a busca do tamanho do passo ótimo. A estrutura da rede hidráulica formada pelas equações de balanço de água foi explorada através da definição da base na matriz defluência básica. Testes no programa foram realizados em diversos sistemas compostos por usinas reais pertencentes ao sistema sudeste brasileiro. Esses estudos foram realizados visando apresentar os princípios básicos que regem a operação ótima dos reservatórios e validar o algoritmo implementado. / This work presents a deterministic algorithm for the operational planning of hydrothermal power systems where each plant is represented individually. This problem is characterized by non-linear, non-diferenciable and large scale. The optimization model was based in non-linear network flow algorithm and it was used the reduced gradient method to find the optimal direction and the golden ratio method to find the best step size. The structure of hydraulic network formed by the water balance equation was exploited through the definition of the base in the basic flow matrix. Many tests were done with some system composed by real plants located on brazilian southeast. This studies was done to show the basics principles that rule the optimal operation of reservoirs and to validate the algorithm implemented.

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.