Uma das aplicações mais importantes da análise de sistemas no planejamento de recursos hídricos diz respeito à determinação de estratégias operacionais de sistemas de múltiplos reservatórios, elementos indispensáveis aos aproveitamentos hídricos, cuja operação é alvo de análises que podem envolver muitas restrições e variáveis de decisão. Fica evidenciada, portanto, a necessidade de a operação destes ser otimizada, propiciando assim, o seu melhor aproveitamento, com o menor custo para a sociedade. A presente pesquisa estuda a operação otimizada de um sistema de reservatórios destinado a geração de energia elétrica, usando um modelo híbrido composto de algoritmos genéticos e o SIMPLEX de Nelder e Mead acoplado à programação linear sucessiva. Em conformidade com a recente proposta de Reis et al. (2005), o problema de otimização é resolvido através da decomposição em subproblemas seqüenciais independentes relativos a cada estágio de operação, conectados entre si por supor que os volumes dos reservatórios no final de cada estágio correspondam ao estado do sistema no início do estágio subseqüente. Para estimular a utilização mais eficiente dos volumes armazenados, no suprimento das demandas hídricas dos estágios futuros, são aplicados fatores de redução de custo (FRCs) sobre os volumes armazenados remanescentes no final de cada estágio / One of the most important uses for system analysis in water resources planning is the determination of the operational strategy for multiple reservoir systems, fundamental to better water supply, whose operation is the purpose of analysis that may involve many operation constraints and decision variables. Stay clear, so, the need of optimize their operation, creating in this manner, its best utilization with the less cost to society. This research on the optimal operation of a reservoir system has hydropower generation as its main objective. The optimization framework employs a hybrid model which corresponds to a combination of genetic algorithms and SIMPLEX of Nelder e Mead before employing successive linear programming. Accordant to recent Reis et. al (2005) proposal, the problem of optimizing is solved through decomposition in independents sequential sub problems related to each stage of operation, connected among themselves by supposing that reservoir storage at the end of each stage corresponds to the system state at the beginning of the subsequent stage. To promote the most efficient use of storage for water supply in future stages, FRC (cost reduction factors) are applied on the storage left at the end of each stage

Orientador: Jose Roberto Sanches Mantovani / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: João Bosco Augusto London Junior / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para resolver o problema de planejamento ótimo de reativos em sistemas de potência interconectados multi-áreas, utilizando a técnica de decomposição de Dantzig-Wolfe. O problema original multi-área é separado em subproblemas (um para cada área) e um problema mestre (coordenador). A solução do problema decomposto é baseada na aplicação de programação linear sucessiva para a resolução dos subproblemas de planejamento de reativos de cada área, e o esquema de coordenação é baseado nos custos marginais de potência reativa nas barras de fronteiras. Desta forma, o problema de planejamento do sistema é resolvido usando a estratégia descentralizada por regiões ou por áreas, onde os operadores dos sistemas podem planejar a opera- ção e a expansão de seus sistemas, independentemente das outras áreas, obtendo uma solução ótima coordenada, porém descentralizada de cada área. O objetivo do modelo é proporcionar mecanismos para realizar o planejamento preservando a autonomia e confidencialidade para cada área, garantindo a economia global do sistema multi-área completo. Utilizando-se o modelo matemático e a imple- mentação computacional da metodologia proposta, apresentam-se resultados, análises e discussões de testes efetuados em 3 sistemas de 3 áreas, onde cada uma das áreas é composta por 3 sistemas iguais formados pelos sistemas IEEE30, IEEE118 e IEEE300 / Abstract: In this thesis presents a methodology for solving the optimal reactive power planning problem in inter- conected multi-area electric power systems, using the Dantzig-Wolfe technique. The original multi- area problem is separated into subproblems (one for each area) and a master problem (coordinator). The solution of the decomposed problem is based on the application of sucessive linear programming for solving the reactive planning subproblems in each area, and the coordination scheme is based on the reactive power marginal costs in the border bus. Thus the planning problem system is solved using a descentralized approach by regions or areas, where de transmission system operator in each area can planning the operation and expansion of its system regardless of the other areas, obtaining a optimal solution coordinated by descentralized in each area. The purpose of the mathematical model is to provide mechanism for develope the planning preserving the autonomy and confidentiality for each area, ensuring the economy of the overal multi-area full system. Using the mathematical model and computational implementation of the methodology proposed results are presented analisys and discussion of testes performed on three systems in three areas where each area is composed of three equal systems formed by IEEE30, IEEE118, and IEEE300 bus system / Mestre

Uma das aplicações mais importantes da análise de sistemas no planejamento de recursos hídricos diz respeito à determinação de estratégias operacionais de sistemas de múltiplos reservatórios, elementos indispensáveis aos aproveitamentos hídricos, cuja operação é alvo de análises que podem envolver muitas restrições e variáveis de decisão. Fica evidenciada, portanto, a necessidade de a operação destes ser otimizada, propiciando assim, o seu melhor aproveitamento, com o menor custo para a sociedade. A presente pesquisa estuda a operação otimizada de um sistema de reservatórios destinado a geração de energia elétrica, usando um modelo híbrido composto de algoritmos genéticos e o SIMPLEX de Nelder e Mead acoplado à programação linear sucessiva. Em conformidade com a recente proposta de Reis et al. (2005), o problema de otimização é resolvido através da decomposição em subproblemas seqüenciais independentes relativos a cada estágio de operação, conectados entre si por supor que os volumes dos reservatórios no final de cada estágio correspondam ao estado do sistema no início do estágio subseqüente. Para estimular a utilização mais eficiente dos volumes armazenados, no suprimento das demandas hídricas dos estágios futuros, são aplicados fatores de redução de custo (FRCs) sobre os volumes armazenados remanescentes no final de cada estágio / One of the most important uses for system analysis in water resources planning is the determination of the operational strategy for multiple reservoir systems, fundamental to better water supply, whose operation is the purpose of analysis that may involve many operation constraints and decision variables. Stay clear, so, the need of optimize their operation, creating in this manner, its best utilization with the less cost to society. This research on the optimal operation of a reservoir system has hydropower generation as its main objective. The optimization framework employs a hybrid model which corresponds to a combination of genetic algorithms and SIMPLEX of Nelder e Mead before employing successive linear programming. Accordant to recent Reis et. al (2005) proposal, the problem of optimizing is solved through decomposition in independents sequential sub problems related to each stage of operation, connected among themselves by supposing that reservoir storage at the end of each stage corresponds to the system state at the beginning of the subsequent stage. To promote the most efficient use of storage for water supply in future stages, FRC (cost reduction factors) are applied on the storage left at the end of each stage

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T18:49:30Z : No. of bitstreams: 1 lopezquizhpi_jc_me_ilha.pdf: 769238 bytes, checksum: 591b6116b31bf1d4b2d4b7817c38a698 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para resolver o problema de planejamento ótimo de reativos em sistemas de potência interconectados multi-áreas, utilizando a técnica de decomposição de Dantzig-Wolfe. O problema original multi-área é separado em subproblemas (um para cada área) e um problema mestre (coordenador). A solução do problema decomposto é baseada na aplicação de programação linear sucessiva para a resolução dos subproblemas de planejamento de reativos de cada área, e o esquema de coordenação é baseado nos custos marginais de potência reativa nas barras de fronteiras. Desta forma, o problema de planejamento do sistema é resolvido usando a estratégia descentralizada por regiões ou por áreas, onde os operadores dos sistemas podem planejar a opera- ção e a expansão de seus sistemas, independentemente das outras áreas, obtendo uma solução ótima coordenada, porém descentralizada de cada área. O objetivo do modelo é proporcionar mecanismos para realizar o planejamento preservando a autonomia e confidencialidade para cada área, garantindo a economia global do sistema multi-área completo. Utilizando-se o modelo matemático e a imple- mentação computacional da metodologia proposta, apresentam-se resultados, análises e discussões de testes efetuados em 3 sistemas de 3 áreas, onde cada uma das áreas é composta por 3 sistemas iguais formados pelos sistemas IEEE30, IEEE118 e IEEE300 / In this thesis presents a methodology for solving the optimal reactive power planning problem in inter- conected multi-area electric power systems, using the Dantzig-Wolfe technique. The original multi- area problem is separated into subproblems (one for each area) and a master problem (coordinator). The solution of the decomposed problem is based on the application of sucessive linear programming for solving the reactive planning subproblems in each area, and the coordination scheme is based on the reactive power marginal costs in the border bus. Thus the planning problem system is solved using a descentralized approach by regions or areas, where de transmission system operator in each area can planning the operation and expansion of its system regardless of the other areas, obtaining a optimal solution coordinated by descentralized in each area. The purpose of the mathematical model is to provide mechanism for develope the planning preserving the autonomy and confidentiality for each area, ensuring the economy of the overal multi-area full system. Using the mathematical model and computational implementation of the methodology proposed results are presented analisys and discussion of testes performed on three systems in three areas where each area is composed of three equal systems formed by IEEE30, IEEE118, and IEEE300 bus system

This thesis examines the optimal scheduling of a hydroelectric power plant with cascaded reservoirs each with multiple generating units under uncertainty after testing three linearization methods. These linearization methods are Successive Linear Programming, Piecewise Linear Approximations, and a Hybrid of the two together. There are two goals of this work. The first goal of this work aims to replace the nonconvex mixed-integer nonlinear program (MINLP) with a computationally efficient linearized mixed-integer linear program (MILP) that will be capable of finding a high quality solution, preferably the global optimum. The second goal is to implement a stochastic approach on the linearized method in a pseudo-rolling horizon method which keeps the ending time step fixed. Overall, the Hybrid method proved to be a viable replacement and performs well in the pseudo-rolling horizon tests. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)