Aferição de um modelo linearizado para geração de energia hidrelétrica com reservatório individual em um horizonte anual

Abstract

Em meio a cenários diversos de escassez de chuvas, atribulações temporais e consequente diminuição nos níveis dos reservatórios no Brasil, o presente trabalho propõe a criação de um modelo linearizado de otimização da geração de energia elétrica de uma usina hidrelétrica no intuito de auxiliar na tomada de decisões do planejamento de médio prazo da mesma. A fonte de energia em questão merece a atenção dispendida por esse estudo por ser o principal meio de obtenção de energia no nosso país. Através da utilização de uma formulação matemática de otimização, num contexto de operação anual, um modelo linear proposto é comparado com sua versão não-linear mediante o objetivo de pesquisar o grau de precisão considerando vários cenários hidrológicos de duas usinas hidrelétricas de tamanhos diferentes. Por meio de ferramentas computacionais como o software de otimização “General Algebric Modeling System” (GAMS), busca-se minimizar o erro de geração de energia elétrica em relação à uma demanda normalizada de acordo com padrões do subsistema SE/CO, tornando a usina hidrelétrica mais eficiente. Para tal, esse erro é atrelado a custos variáveis que funcionam como penalidades para uma situação adversa. Os resultados foram alcançados com a aplicação das lógicas de Programação Linear (PL) e Programação Não-Linear (PNL), trabalhando-se com dados reais emitidos pelas principais agências de administração do Setor Elétrico Brasileiro. Por fim, pela comprovação gráfica, os dois tipos de programação são confrontados e, então, suas precisões em relação a carga são averiguadas. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Amid various scenarios of drought, weather difficulties and consequent reduction in reservoir levels in Brazil, this paper proposes the creation of a linearized model of optimization of power generation of a hydroelectric plant in order to assist in making medium-term planning decisions of it. The cited energy source deserves the expended attention of this study because it is the main source of energy in our country. By using a mathematical formulation of optimization, in an annual operating context, a linear proposed model is compared with its non-linear version in order to investigate the degree of accuracy considering various hydrological scenarios of two hydroelectric power plants of different sizes. Through computational tools like the optimization software “General Algebric Modeling System” (GAMS), it is tried to reach the minimization of the electric generation error in relation to a demand standardized in accordance with the patterns of subsystem SE/CO, making the hydroelectric plant more efficient. To this end, this error is tied to variable costs that work as penalties for an unusual situation. The results were achieved with the application of Linear Programming (LP) and Nonlinear Programming (NLP) languages, trying to work with real data issued by the main administration agencies of the Brazilian Electric Sector. Finally, by graphic evidence, the two types of programming languages are compared and then their accuracies to the load are investigated.