Programação semidefinida aplicada ao planejamento de médio prazo de sistemas predominantemente hidrelétricos

Abstract

A busca por melhorias na operação dos sistemas elétricos é constante. Novos modelos surgem como alternativas às estratégias vigentes buscando formas de promover uma maior eficiência no provimento da energia elétrica, vital para todos os setores da sociedade. Em se tratando de sistemas com predomínio de geração hidrelétrica, as estratégias de operação devem considerar características específicas deste tipo de geração, entre elas, a natureza estocástica dos recursos hídricos, a possibilidade de armazenamento da energia disponível nos reservatórios e as inter-relações das usinas localizadas numa mesma bacia hidrográfica. O presente trabalho analisa o uso de programação semidefinida para resolver o problema de planejamento da operação de um sistema predominantemente hidrelétrico no horizonte de médio prazo. O planejamento da operação é feito de acordo com dois modelos não lineares de otimização estocástica de dois estágios. O primeiro modelo representa o despacho impositivo e o segundo modelo representa uma situação de equilíbrio entre os interesses dos agentes geradores e as restrições e objetivos do operador do sistema. O uso de programação semidefinida permite encontrar um mínimo global ou um limitante inferior para o custo da solução desses problemas. São analisados resultados obtidos com diferentes partições do sistema de usinas hidrelétricas do Brasil.

Abstract : The search for improvements in the operation of electrical systems is constant. New models appear as alternatives to current strategies, seeking ways to promote greater efficiency in the provision of electricity, vital for all sectors of society. In the case of systems with a predominance of hydroelectric generation, the operational strategies must consider specific characteristics of this type of generation, among them, the stochastic nature of water resources, the possibility of storage of the available energy in the reservoirs, and the interrelationships of the plants located in the same river basin. The present work analyzes the use of semidefinite programming to solve the problem of planning the operation of a predominantly hydroelectric system in the medium term horizont. The planning of the operation is done according to two non-linear, two-stage stochastic optimization models. The first model represents an imposed dispatch and the second model represents a balance between the interests of the generating agents and the constraints and objectives of the system operator. The use of semidefinite programming allows finding a minimum or minimum threshold for the cost of solving these problems. The results obtained with different partitions of the Brazilian hydroelectric system are analyzed.