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Previous issue date: 2011-03-28 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nos horizontes de médio e longo prazo, o modelo computacional oficial, denominado NEWAVE, para o planejamento da operação do Sistema Interligado Nacional (SIN) no Brasil é baseado na técnica de Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE) e em sistemas equivalentes de energia. Para se produzir estimativas individualizadas das usinas hidrelétricas, o modelo oficial do SIN, SUISHI-O, utiliza heurísticas operativas baseadas na busca pela operação em paralelo por faixas dos reservatórios e consideração das não linearidades nas restrições operativas associadas ao problema. Ou seja, as decisões operativas geradas pela PDDE para os sistemas equivalentes são desagregadas entre as suas usinas hidrelétricas. Os dois modelos computacionais foram desenvolvidos pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica(CEPEL),sendo que o modelo NEWAVE produz Funções de Custo Futuro (FCFs) mensais através da técnica de PDDE e estas funções são utilizadas pelo modelo SUISHI-O, responsável pela desagregação das decisões associadas aos sistemas equivalentes entre as suas usinas hidrelétricas. Este trabalho propõe um Modelo Individualizado de Usinas Hidrelétricas (MIUH) baseado em programação não linear para o planejamento mensal da operação utilizando-se as FCFs produzidas pelo modelo NEWAVE ou outro modelo de decisão estratégica. O MIUH utiliza uma representação alternativa aos polinômios de quarto grau associados aos polinômios cota-vazão baseada na função logística, com o objetivo de estabilizar o processo de convergência do modelo de otimização não-linear. Foi desenvolvida uma plataforma computacional robusta, capaz de utilizar o mesmo conjunto de dados dos modelos computacionais oficiais do SIN, disponibilizado mensalmente pelo Operador Nacional do Sistema (ONS). Com isto, possibilitou-se a comparação dos resultados obtidos pelo modelo SUISHI-O com os obtidos pelo MIUH. Para isto, foram utilizados os dados referentes ao Programa Mensal de Operação de Janeiro de 2011. Esta plataforma está desenvolvida em C++/Java para os sistemas operacionais Windows e LINUX, sendo que utiliza o modelo LINGO para a solução dos problemas de otimização não linear. O MIUH é capaz de representar a maioria dos detalhes associados ao problema de planejamento da operação, como, por exemplo, a expansão dos parques térmicos e hidráulicos, o crescimento do mercado, as restrições de vazão mínima obrigatória, o volume mínimo para vertimento nas usinas com reservatório, a geração de pequenas usinas, os limites de intercâmbio entre os subsistemas, os diversos patamares de déficit de energia, a evaporação e o enchimento do volume morto. / On the horizons of long term, the official computing model to the planning of the operation
of the National Grid (NG) in Brazil is based in the technique of Stochastic Dual Dynamic
Programming (SDDP) and using equivalent systems of energy. In order to produce individual
estimates of the hydro plants, NG’s official model uses operative heuristics which search for
the operation in parallel of the reservoirs and consider the nonlinear and operative restrictions
associated to the problem. In other words, the operative decisions generated by SDDP to the
energy equivalent systems are disaggregated between its own hydro plants.
Both computing models are developed by CEPEL. The model NEWAVE produces cost-to-
go function monthly through SDDP technique and these functions are also used by the SUISHI-
O model (developed by CEPEL), responsible for the disaggregation of the decisions associated
to the equivalent systems between its hydro plants.
The aim of this thesis is to propose an Individualized Model of Hydro Plants (IMHP) based on nonlinear programming for the monthly planning of the operation using the cost-to-go
functions produced by the NEWAVE model.
IMHP uses an alternative representation of fourth degree polynomials associated to the
outflow-level downstream relationship based on the logistic function in order to stabilize the
convergence of the nonlinear optimization model.
It has been developed a robust computing platform which is capable of using the same set
of datas of the official computing models of NG, which is monthly available by the Indepen-
dent System Operator (ISO). Consequently, it was possible to compare the results generated by
SUISHI-O model with the ones generated by IMHP. In order to do that, the datas regarding the
Monthly Program of Operation of January 2011 were used.
This platform is developed in C++/Java to the operational systems Windows and LINUX,
once that the model LINGO is used to solve problems of nonlinear optimization. IMHP is
able to represent the majority of the details associated to the problem, such as, for example,
the expansion of thermal and hydraulic parks, the market growth, and the minimum obligatory
outflow restrictions, the minimum volume to be transfered in hydro plants with reservoirs, the
generation of small hydro plants, the limits of exchange between equivalent systems of energy,
various levels of deficit of energy, the evaporation and the act of filling the dead volume.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/4102 |
| Date | 28 March 2011 |
| Creators | Ramos, Tales Pulinho |
| Contributors | Marcato, André Luís Marques, Soares Filho, Secundino, Silva Junior, Ivo Chaves da, Sacchi, Rodrigo, Passos Filho, João Alberto, Oliveira, Edimar José de |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFJF, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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