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DESSEM - Modelo de Despacho Hidrotérmico de Curto Prazo

Apresentação

O projeto DESSEM realiza pesquisas e desenvolve modelos computacionais relacionados à Programação Diária da Operação (PDO) de sistemas de energia elétrica. Busca implementar técnicas e ferramentas que permitam, do ponto de vista teórico e prático, modelar e resolver o problema de otimização da operação diária de sistemas hidrotérmicos, considerando, da forma mais acurada possível, tanto aspectos relacionados à rede elétrica como aspectos relacionados à operação das usinas hidroelétricas, termoelétricas e demais componentes do sistema.
 

Modelos Computacionais


Neste projeto, desenvolvem-se os seguintes programas:
• DECODESS – Conversor de dados DECOMP-DESSEM.
• SIMHIDR – Simulador hidroelétrico, que calcula o balanço hídrico das usinas hidroelétricas do sistema a partir de metas horárias de geração estabelecidas para as mesmas. O problema é resolvido por programação linear.
• DESSEM-PAT – Programação da operação de sistemas hidrotérmicos em patamares
cronológicos, com horizonte de até duas semanas. A resolução do problema, modelado de forma linear, é feita por programação dinâmica dual (PDD).
• DESSEM - Programação da operação de sistemas hidrotérmicos com horizonte de até dois dias, incluindo restrições de unit commitment termoelétrico e hidroelétrico. Resolve-se o problema com restrições não lineares e variáveis inteiras por meio de Relaxação Lagrangeana.
 

Os programas DESSEM-PAT e DESSEM se integram à cadeia de modelos matemáticos
desenvolvidos pelo Cepel e utilizados pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) para o planejamento e a programação da operação do Sistema Interligado Nacional (SIN) brasileiro, com ênfase na minimização de custos. O princípio básico dos modelos dessa cadeia é coordenar a operação das usinas hidrelétricas do sistema, visando diminuir o uso de geração térmica e operar o sistema de maneira mais eficiente, de forma a contribuir para a redução dos custos operativos e dos riscos de déficit.
 

Funcionalidades dos modelos


As principais funcionalidades dos modelos DESSEM e DESSEM-PAT são:
• Modelagem DC da rede elétrica, incluindo restrições de limites de fluxos nos circuitos,
perdas e restrições adicionais de segurança do sistema.
• Representação individualizada dos reservatórios, modelando-se aspectos diversos,
tais como o remanso e o tempo de viagem da água entre usinas consecutivas em cascata.
• Modelagem da função de produção das usinas hidroelétricas, considerando a
produtividade variável com a altura de queda, por meio da representação da geração como uma função linear por partes do armazenamento, turbinamento e vertimento na usina.
• Modelagem do unit commitment das unidades geradoras hidroelétricas, com a
representação de suas curvas colinas de rendimento e zonas proibidas de operação.
• Modelagem do unit commitment das unidades geradoras térmicas, com tempos
mínimos e rampas máximas para tomada/alívio de carga, custo de partida e custo não
linear de geração.
• Restrições de defluência mínima para os reservatórios, e volumes de espera para
controle de cheias.
• Representação de usinas elevatórias, gerações em pequenas usinas (não despachadas de forma centralizada) e importação/exportação de energia com subsistemas vizinhos.
• Modelagem do canal Pereira Barreto (entre Ilha Solteira e Três Irmãos) e da restrição
de variação máxima horária/diária no nível na Régua 11 de Itaipu (acordo Tripartite).
• Acoplamento com o modelo DECOMP através de função de custo futuro ou pelo estabelecimento de metas de geração térmica e/ou intercâmbio semanal entre subsistemas.


Aplicações


Além de seu objetivo principal, de determinar a operação de mínimo custo do sistema,
os modelos do projeto DESSEM podem ser empregados em uma série de estudos, tais
como:
• cálculo de um despacho ótimo, fixando metas para os reservatórios ao final do
horizonte;
• cálculo da operação dos reservatórios, e/ou validação DC da rede elétrica, a partir
de um despacho energético pré-fixado;
• análises de sensibilidade em relação a mudanças na configuração ou a fatores
externos, tais como incrementos de demanda ou afluências aos reservatórios.


Linhas de Pesquisa
 

As linhas de pesquisa atuais relacionadas ao projeto DESSEM são:
• Integração do unit commitment hidroelétrico ao unit commitment térmico e à representação da rede elétrica.
• Incorporação da modelagem AC da rede elétrica.
• Representação da geração eólica.

Contato

Entre em contato com a área responsável através do e-mail:


 dessem@cepel.br