PLANEJAMENTO DE MÉDIO PRAZO DA OPERAÇÃO HIDROTÉRMICA FORMULADO COMO UM PROBLEMA DE OTIMIZAÇÃO ESTOCÁSTICA
DOI:
https://doi.org/10.21575/25254782rmetg2024vol9n11940Keywords:
Planejamento da Operação Hidrotérmica, Programação Estocástica, Incertezas em vazões afluentesAbstract
A central aspect in the medium-term hydrothermal system operation planning is the handling of uncertainties associated with stochastic water inflows at the system reservoirs. In this paper, a two-stage stochastic optimization approach is adopted for handling such uncertainties. Instead of generating a set of synthetic time series, which must be able to represent both time and space complex coupling relations of the plants, the approach proposed works directly on the historical records of water inflows, known as scenario fans, which inherently represent such relations. The first stage of the model proposed is concerned with the calculation of control actions in the first period of the problem (i.e. here-and-now decisions), while the control actions in the remaining periods are calculated for each scenario realization (i.e. wait-and-see decisions). The hydraulic production function of each individual unit in a hydro plant is formulated considering a linear function. The generation of thermal units are integrated into an equivalent plant having a quadratic cost curve by means of an optimization model also proposed. The multi-stage characteristic of the problem may be explored in the proposed approach if a rolling window solution structure is adopted. The results show that the model proposed is able to represent the uncertainties in water inflows, which are adequately captured by the scenario fans technique.
References
ANA. Sistema de Acompanhamento de Reservatórios (SAR). 2019. Disponível em: <https://www.ana.gov.br/sar0/Home>.
BIRGE, J. R.; LOUVEAUX, F. Introduction to stochastic programming. London: Springer Science & Business Media, 2011.
CCEE. Informações ao mercado - Download dos relatórios. 2019. Disponível em: <https://www.ccee.org.br/web/guest/dados-e-analises/consumo>.
CICOGNA, M. A. Hydrodata XP- HydroByte Software. 2017. Disponível em: <https://hydrobyte.com.br/site/en/company>.
CICOGNA, M. A. Modelo de planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos a usinas individualizadas orientado por objetos. 1999. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica). Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 1999. Disponível em: <https://doi.org/10.47749/T/UNICAMP.1999.433820>.
CONEJO, A. J.; CARRION, M.; MORALES, J. M. Decision Making Under Uncertainty in Electricity Markets. Boston, MA: Springer US, 2010. v. 153. (International Series in Operations Research & Management Science, v. 153). Disponível em: <http://link.springer.com/10.1007/978-1-4419-7421-1>.
EL-HAWARY, M. E.; CHRISTENSEN, G. S. Optimal economic operation of electric power systems. New York: Academic Press, 1979. (Mathematics in science and engineering).
HELSETH, A.; MO, B.; WARLAND, G. Long-term scheduling of hydro-thermal power systems using scenario fans. Energy Systems, v. 1, n. 4, p. 377-391, 2010. Disponível em: <https://link.springer.com/article/10.1007/s12667-010-0020-7>.
ONS. Programa Mensal da Operação (PMO). 2018. Disponível em: <https://www.ons.org.br/paginas/energia-no-futuro/programacao-da-operacao>.
MARTINS, L. S. A.; AZEVEDO, A. T.; SOARES, S. Nonlinear medium-term hydro-thermal scheduling with transmission constraints. IEEE Transactions on Power Systems, v. 29, n. 4, p. 1623-1633, 2014. Disponível em: <https://ieeexplore.ieee.org/document/6709763>.
PEREIRA, A. C.; OLIVEIRA, A. Q. de; BAPTISTA, E. C.; BALBO, A. R.; SOLER, E. M.; NEPOMUCENO, L. Network-Constrained Multiperiod Auction for Pool-Based Electricity Markets of Hydrothermal Systems, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 32, no. 6, p. 4501–4514, Nov. 2017. Disponível em: <https://ieeexplore.ieee.org/document/7883965>.
PEREIRA, M. V. F. Optimal scheduling of hydrothermal systems-an overview. IFAC Proceedings Volumes, v. 18, n. 7, p. 1-9, 1985. Disponível em: .
PEREIRA, M. V. F.; PINTO, L. Application of Decomposition Techniques to the Mid and Short Term Scheduling of Hydrothermal Systems. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, PAS-102, n. 11, p. 3611–3618, nov. 1983. Disponível em: <https://ieeexplore.ieee.org/document/4111872>.
SILVA, A. L. da; SILVA, P. S. da; BREDA, J. C.; NEPOMUCENO, L. Combined Pool/Bilateral Short-Term Hydrothermal Scheduling Model for Day-Ahead Energy Markets. IEEE Latin America Transactions, vol. 10, no. 5, p. 2094–2104, Sep. 2012. Disponível em: <https://ieeexplore.ieee.org/document/6362354>.
SILVA, R. R. B.; MARTINS, L. F. B.; NEPOMUCENO, L. Modelagem quadrática do custo de geração termelétrica: um estudo de caso da região nordeste do Brasil. Revista Mundi Engenharia, Tecnologia e Gestão. Paranaguá, PR, v.7, n.7, p. 467-1,467-12, 2022. Disponível em: <https://periodicos.ifpr.edu.br/index.php/MundiETG/article/view/2369>.
ZAMBELLI, M.; SOARES FILHO, S.; TOSCANO, A. E.; SANTOS, E. dos; SILVA FILHO, D. da. NEWAVE versus ODIN: comparação entre modelo estocástico e determinístico no planejamento da operação energética do sistema interligado nacional. Sba: Controle & Automação Sociedade Brasileira de Automatica, v. 22, n. 6, p. 598–609, dez. 2011. Disponível em: < https://doi.org/10.1590/S0103-17592011000600005>.
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