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Modelos de planejamento da expansão e operação energética do Sistema Elétrico Brasileiro terão novo ambiente computacional

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Modelos de planejamento da expansão e operação energética do Sistema Elétrico Brasileiro terão novo ambiente computacional

11-05-2020

No final de abril, os dirigentes máximos do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), da Câmara de Comercialização de Energia (CCEE) e do Cepel assinaram um acordo de cooperação para disponibilização, pelo Centro, de um novo ambiente computacional para os modelos energéticos utilizados oficialmente nos estudos de planejamento da expansão e da operação energética do sistema elétrico brasileiro. Modelos estes desenvolvidos pelo Cepel.


As atividades a serem implementadas estão relacionadas ao projeto LIBS, criado em 2017 e que visa ao desenvolvimento de uma nova arquitetura modular mais flexível voltada para a integração, em um sistema único, desses modelos energéticos. A previsão para entrega do novo ambiente é final de 2022.


“ONS e CCEE são pilares do setor elétrico brasileiro. A atuação dessas instituições tem se apoiado em muito na expertise do Cepel. Há tempos, tem sido explorada uma parceria que se revela, a um só tempo, realizadora e auspiciosa. O acordo ora firmado, ao tempo que consolida a associação exitosa dessas instituições, propiciará a modernização das ferramentas utilizadas no planejamento da operação e na comercialização de energia, indo ao encontro do desejo e da necessidade dos agentes setoriais, que há muito têm por ela reclamado”, ressalta o diretor-geral do Cepel, Amilcar Guerreiro.


De acordo com o ex-diretor de P&D+I, Raul Balbi Sollero, que acompanhou o desenvolvimento do novo ambiente, o acordo suporta um projeto perfeitamente alinhado à missão do Cepel de inovar com produtos desenvolvidos com o estado da arte da tecnologia e que sejam relevantes para o setor elétrico. “Ao integrar todo o conhecimento e experiência do Cepel com as ferramentas que são efetivamente utilizadas para funções-chave, tais como o planejamento da operação e despacho energético, numa plataforma de software única, moderna e eficiente, o Cepel se credencia para preservar seu papel estratégico também no futuro. A participação de entidades centrais do Setor, ONS e CCEE, é garantia de credibilidade e segurança para todos os demais agentes.”


O atual diretor de P&D+I do Cepel, Maurício Barreto Lisboa, complementa: “Inovar e renovar com eficiência, timing adequado e segurança... estas palavras representam o espírito do Cepel, ONS e CCEE traduzidos neste acordo, em que um produto que reúne todas estas características se insere na longa história de sucesso do desenvolvimento tecnológico do setor elétrico brasileiro. É marcante, também, a presença de tantos jovens pesquisadores liderando essa missão, o que representa mais uma marca deste espírito de renovação constante e um sinal de alento para o desenvolvimento científico e tecnológico no país”.


Vitor Silva Duarte, gerente na área de Metodologias e Modelos Energéticos da Diretoria de Planejamento do ONS comenta sobre as vantagens do novo sistema para o uso dos modelos. “Por se tratar de uma plataforma mais moderna, flexível e construída de forma modular, o sistema LIBS deve agilizar muito as implementações de evoluções nos modelos matemáticos. Além disso, este sistema também deve dar ao usuário maior flexibilidade de uso, permitindo, por exemplo, a escolha de uma determinada biblioteca de otimização ou a escolha de quais funcionalidades serão usadas”.


Rodrigo Sacchi, gerente Executivo de Preços, Modelos e Estudos Energéticos da CCEE, afirma que a instituição está muito satisfeita em poder fazer parte do desenvolvimento da plataforma LIBS, que irá integrar num único ambiente os modelos computacionais já utilizados pela CCEE. “Esse novo ambiente, mais “amigável”, irá facilitar muito a vida de seus usuários, possibilitando a otimização dos processos da CCEE, bem como das demais instituições setoriais e dos próprios agentes do mercado de energia elétrica. Outro aspecto da plataforma LIBS que merece destaque é o seu desenvolvimento modular, o que facilita e agiliza a implementação de novas funcionalidades com vistas ao aperfeiçoamento da representação matemática do problema de planejamento, operação e formação de preço”.

 

 


Novo código de programação e inovação nas atividades de tratamentos de dados, interface e documentação

 


Segundo o gerente do projeto LIBS e chefe do Departamento de Otimização Energética e Meio Ambiente do Cepel, pesquisador André Diniz, o novo ambiente traz uma série de vantagens para os desenvolvedores do Cepel, principalmente em termos de aumento de produtividade.

 


“Atualmente, muitas funcionalidades estão disponíveis nos modelos NEWAVE, DECOMP e DESSEM, principalmente com a entrega, no final de 2017, de uma versão que permite a modelagem individualizada das usinas hidrelétricas no modelo NEWAVE. Entretanto, as implementações têm sido historicamente realizadas de forma independente nos modelos, causando dificuldades na uniformização e na velocidade das manutenções corretivas e evolutivas dessas funcionalidades”, explica André. A ideia do projeto, portanto, é que estas funcionalidades sejam desenvolvidas sempre em bibliotecas (daí o nome “LIBs”), em código único, para serem acopladas a todos os modelos simultaneamente.


Os ganhos não se limitam ao Cepel como desenvolvedor, estendendo-se aos próprios usuários dos modelos, conforme complementa André: “Os arquivos de entrada e saída também são diferentes nos atuais modelos, mesmo em situações em que os dados são rigorosamente os mesmos. Assim, apesar do trabalho inicial, no qual os clientes terão que migrar os casos e os processos existentes para os novos formatos dos dados de entrada, estes passarão a ser únicos no futuro, resguardadas as particularidades de cada um quanto à representação temporal e do sistema".


O novo sistema traz diversas inovações em relação aos atuais modelos do ponto de vista do ferramental de uso e implementação. Na parte de tratamento de dados, as especificações estão sendo feitas em planilhas, a partir das quais são gerados códigos-fonte de forma automática, utilizando scripts e programas, minimizando, assim, a ocorrência de erros e agilizando a atividade de implementação. Os scripts e programas para automatização, que estão sendo desenvolvidos pela própria equipe, permitirão que os pesquisadores tenham mais tempo para concentrar esforços nas concepções metodológicas das funcionalidades, e não nos procedimentos de entrada de dados e impressão de resultados. Tudo isso é viabilizado por um módulo denominado “lib IO”, responsável por fazer todo o tratamento dos dados de entrada e saída, e cujo desenvolvimento é coordenado pelo pesquisador Felipe Dias. O pesquisador enfatiza a importância deste desenvolvimento modular, que facilita o crescimento do sistema de forma ordenada e flexível, além de diminuir a manutenção de código-fonte pelo reaproveitamento de código.


Já a interface do sistema, chamada de “XLibs”, está sendo desenvolvida em ambiente WEB, em um padrão mais atraente para o usuário e voltada à utilização não só em desktops mas, também, em dispositivos móveis, como tablet e telefones celulares. O pesquisador Valk Castellani, que coordena o desenvolvimento da XLibs, enfatiza que “o novo ambiente integrado será um grande avanço na interface dos modelos, à medida que manipula os arquivos de entrada e saída com as mesmas API’s (Application Programming Interface) utilizadas pelos modelos”.


Além disso, a interface gráfica está sendo desenvolvida com tecnologias gratuitas e de grande utilização no mercado, com foco na entrega para os usuários de diversas facilidades para execução dos estudos e visualização /comparação dos resultados. O colaborador Bruno Mariz, que realiza a maior parte do desenvolvimento da interface, frisa que “apesar de os novos arquivos modelados para o projeto LIBs serem mais comportados e padronizados, existem muitos dados para o usuário fornecer e analisar, e, nesse ponto, o XLibs vem para auxiliar este trabalho do usuário”.


Outra novidade é a utilização de orientação a objetos e padrões de projeto na programação de todos os módulos do sistema LIB, utilizando a linguagem C++.


Finalmente, também está prevista a disponibilização da documentação dos modelos em formato Web, tornando-se um instrumento mais interativo, que pode ser atualizado a qualquer momento e também unificando as informações das funcionalidades entre os modelos.

 


Nova versão do modelo DECOMP já contará com implementação desenvolvida no novo ambiente


Embora a conclusão do sistema só esteja prevista para 2022, os desenvolvimentos que forem sendo feitos já poderão ser integrados nos modelos, mesmo em seu formato atual. O modelo DECOMP está sendo utilizado como laboratório para esta iniciativa: a versão 30.3 do modelo, enviada no dia 29 de abril ao ONS e à CCEE, conta com aprimoramentos metodológicos importantes referentes à geração das usinas hidrelétricas, que foram desenvolvidos no novo ambiente Libs, em uma biblioteca C++ que foi embutida no modelo DECOMP. A pesquisadora Lílian Brandão, gerente do modelo DECOMP e que participa da coordenação e do desenvolvimento do módulo de cálculo das Libs, explica: "Além de receber a nova funcionalidade, o DECOMP também passou a contar com vários aprimoramentos em modelagens já existentes nas Libs, e ainda contamos com um código-fonte integrado, que pode ser compartilhado com os outros modelos".