Planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos utilizando processamento de alto desempenho

Abstract

O problema de planejamento da operação energética de longo prazo visa determinar estratégias ótimas de geração e intercâmbios, entre subsistemas hidrotérmicos, que minimizem o custo total de operação ao longo do período de planejamento. Este problema possui natureza estocástica, não-linear e de grande porte, podendo ser resolvido por Programação Dinâmica Estocástica (PDE), desde que se faça uso da agregação de reservatórios em reservatórios equivalentes de energia. Tal prática, elimina o problema da "maldição da dimensionalidade", decorrente do explosivo número de estados que deveriam ser analisados pela PDE. Contudo, para o sistema eletroenergético brasileiro, onde existem interligações entre regiões com características hidráulicas próprias, faz-se necessário uma melhor representação do sistema. Assim, os responsáveis pelo planejamento da operação dos sistemas hidrotérmicos brasileiro, desenvolvem seus estudos a partir de modelos computacionais que representam as usinas agrupadas em subsistemas equivalentes. Para tanto, tais modelos fazem uso da Programação Dinâmica Estocástica Dual (PDED), que trata a PDE de forma analítica. Com a introdução da competição na geração, visualiza-se que os agentes de geração deverão buscar a maximização de seus rendimentos, o que requer um melhor conhecimento dos recursos efetivamente disponíveis pelo sistema. Nessa direção, torna-se importante para o operador do sistema, ter a sua disposição um modelo de planejamento da operação que represente as usinas de forma individualizada. A obtenção de um modelo com tais características, ainda que usando PDED, é uma tarefa que requer um elevado esforço computacional. Neste trabalho, propõe-se um algoritmo baseado na PDED, o qual representa as diversas usinas do sistema em sua forma individualizada, permitindo assim um melhor aproveitamento dos recursos do sistema. Para tanto, propõe-se um algoritmo para cálculo da política de operação hidrotérmica que faz uso de técnicas de processamento paralelo. A viabilidade prática do algoritmo é demonstrada através de sua aplicação a uma configuração realista do sistema hidrotérmico brasileiro.