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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 – Programação da operação de sistemas hidrotérmicos em intervalo de até meia-hora e horizonte de até duas semanas. A rede elétrica é representada pelo modelo linear (ou DC) com perdas, com inclusão de restrições de segurança, e são incorporadas restrições de unit commitment das unidades geradoras termoelétricas, incluindo operação de usinas térmicas a ciclo combinado.O problema como um todo é resolvido por Programação linear inteira-mista, com tratamento de não linearidades por meio de modelos linear por parte ou processos iterativos.
 
O programa DESSEM se integra 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 e levando em consideração critérios de aversão ao risco. 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. Atualmente, os modelos NEWAVE e DECOMP já são utilizados oficialmente pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) e pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) para estabelecimento do despacho e preços semanais de energia, em três patamares de carga.
 
Atualmente, o modelo DESSEM está sendo validado pelo ONS e CCEE, em uma força tarefa envolvendo as principais instituições e um grande número de agentes do setor elétrico, com o objetivo de ser utilizado oficialmente para estabelecer o despacho e preço horário de energia no Brasil, a partir de 2020.
 
Funcionalidades dos modelos

As principais funcionalidades do modelo DESSEM são:
• Modelagem DC da rede elétrica, incluindo restrições de limites de fluxos nos circuitos, perdas na transmissão e restrições adicionais de segurança do sistema.
• Representação individualizada dos reservatórios, modelando-se aspectos diversos, tais como o remanso e curvas de propagação 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 térmicas, como tempo mínimos ligada/desligada, trajetórias de acionamento e desligamento, rampas máximas para tomada/alívio de carga, custo de partida, custo não linear de geração e operação de unidades térmicas a ciclo combinado
• 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), fontes intermitentes, como gerações eólica e solar, 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.
• Rep
resentação explícita da incerteza na operação das fontes intermitentes, como eólica e solar, o que leva a um problema de unit commitment hidrotérmico estocástico.
Contato

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


 dessem@cepel.br