Métodos De Lagrangeano Aumentado E Gradiente Espectral Projetado Aplicados Na Resolução Do Problema Do Despacho Hidrotérmico

Abstract

INTRODUÇÃOO problema do despacho hidrotérmico consiste na determinação de uma política operativa para determinar a geração de energia de usinas hidroelétricas e termoelétricas, de maneira a atender a demanda com o menor custo esperado de operação.Atualmente, o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) utiliza uma cadeia de softwares desenvolvida pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL), onde o modelo principal é o NEWAVE que trata da otimização do despacho hidrotérmico no médio prazo. O NEWAVE foi desenvolvido com base na tecnologia de Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE) (Pereira, 1989 e Pereira et al., 1985 cuja base consiste na decomposição de Benders (Benders, 1962) e na hipótese simplificadora de reservatórios equivalentes. No entanto deve-se ressaltar que desde a criação da primeira versão desses softwares, o Setor Elétrico Brasileiro (SEB) sofreu grandes transformações. O SEB era predominantemente estatal e centralizado, com forte predominância hidrelétrica e com uma folga na geração que permitia acomodar as imprecisões decorrentes das linearizações adotadas.Dessa forma, considera-se de grande relevância para o SEB a pesquisa envolvendo o desenvolvimento de outros modelos de otimização do despacho hidrotérmico, que melhor se adeque ao cenário atual, visando atender ao mercado de energia elétrica com o menor custo possível e garantindo a oferta futura de recursos energéticos.O problema do despacho hidrotérmico consiste na otimização de quais usinas devem operar e quais devem ficar de reserva, de modo a preservar o volume dos reservatórios para serem utilizados quando necessário, ou seja, a principal decisão é quanto se deve despachar em cada usina hidrelétrica. Se a decisão tomada for utilizar a água no presente, (despachando as usinas hidrelétricas) e no futuro as afluências forem baixas, ter-se-á um custoso déficit de energia. Por outro lado se a decisão for de economizar água (despachar as usinas térmicas) e as afluências futuras forem altas, o resultado será em vertimento de água, o que significa que não foi aproveitado todo o potencial hidráulico do sistema.A proposta deste trabalho tem como objetivo otimizar o problema do despacho hidrotérmico formulado como um problema de otimização não linear, tendo como objetivo a minimização dos custos operacionais da geração térmica e do custo de eventuais déficits de energia. As restrições consideradas são o atendimento a demanda, o balanço hídrico e a defluência mínima total para o reservatório. Adicionalmente, são consideradas as restrições operativas que estão representadas pelos limites inferior e superior das variáveis.A modelagem do despacho hidrotérmico recai em um problema de otimização não linear, de grande porte, não convexo e diferenciável, cuja solução depende de métodos de otimização robustos. Este problema tem sido alvo