Análise de estratégias baseadas em agregação dos reservatórios no planejamento energético de sistemas hidrotérmicos

Abstract

Abstract-This paper presents an analysis of differents strategies based on Stochastic Dynamic Programming (SDP) method with aggregation of reservoirs in a equivalent model for solution of hydroelectric operation scheduling problem, using in each of this strategies a combination of a model to represent stochaticity of equivalent model inflow energy and a different component of equivalent model to be taken as control variable. Based on this strategies implementations, the results achieved of simulations taking into account the operation of the hydroelectric plants of of two subsystems of brazilian system, are compared in order to analyzing the influence of each strategy used on electrical generation regularity and level of stored energy of subsystems.Keywords-Stochastic Dynamic Programming, Optimal Scheduling, Reinforcement Learning, Hydrothermal Power Systems, Optimization.Resumo-Este trabalho apresenta uma análise de diferentes estratégias baseadas na Programação Dinâmica Estocástica (PDE) com a agregação dos reservatórios em um modelo equivalente, para solução do problema do planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de geração, utilizando em cada uma dessas estratégias, uma combinação de um modelo para representação da estocasticidade da energia total afluente ao sistema equivalente e de um de seus componentes queé considerado como variável de controle. Com base na implementação dessas estratégias, os resultados obtidos nas simulações da operação de dois subsistemas do sistema brasileiro são comparados com o intuito de analisar a influência que o uso de cada uma dessas estratégias tem, ao longo do período de planejamento, na regularidade da geração de energia elétrica e nos níveis de energia armazenada de cada subsistema.Keywords-Programação Dinâmica Estocástica, Planejamento Energético, Aprendizagem por Reforço, Sistemas Hidrotérmicos de Potência, Otimização. IntroduçãoO objetivo do planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de geração de energia elétricaé obter metas de operação que minimizem o custo da energia elétrica produzida, além de garantir a qualidade e segurança no atendimento da demanda. O planejamento e a operação de um sistema hidrotérmico de geração correspondem a um problema de otimizacão cujo objetivoé reduzir os custos ao longo do horizonte de planejamento com a produção complementar de energia a partir de recursos não hídricos -como a geração térmica ou a importação de mercados vizinhos -e com o déficit de energia (racionamento), promovendo o aproveitamento racional dos recursos hídricos disponíveis (Ventura and Martinez, 2012).Uma metaótima de operação deve adotar, para cada estágio do planejamento, uma decisão que além de minimizar os custos imediatos, também mantenha o nível do reservatório em um estado que não comprometa a geração de energia elétrica, nem acarrete custos indesejáveis para os estágios futuros do planejamento, atendendo a demanda de forma econômica e confiável (Ventura and Martinez, 2012).O problema de planejamento energético da operaç...