ODIN: Metodologia para a Otimização do Despacho Interligado Nacional<br />Mônica Zambelli, André Toscano, Elma Pereira, An...
Motivação<br />SEB<br />Planejamento da operação baseado em modelo estocástico<br />Representação do sistema com agregação...
Estrutura do Trabalho<br />Introdução<br />Metodologia<br />Modelo de Controle Preditivo<br />Modelo de Avaliação Elétrica...
Introdução<br />Planejamento da Operação<br />Objetivo: Minimizar o custo esperado de operação<br />Sujeito a:<br />Atendi...
 Horizonte de longo prazo
 Forte acoplamento hidráulico
 Dinâmico
 Não linear
 Estocástico</li></li></ul><li>Metodologia<br />Previsão<br />Otimização<br />Otimização do<br />Despacho<br />Interligado...
Determinística
Usinas individualizadas
Produtividade e engolimento máximo variáveis com a queda
Modelos não lineares de previsão de vazões
Redesneuraisnebulosas
Cenáriomaisprovável</li></ul>Simulação<br /><ul><li>Usinas individualizadas
Balanço hídrico e restrições operativas hidráulicas
Cenários: vazões afluentes históricas ou sintéticas</li></li></ul><li>Política operativa determinística<br /> yt-k...t-1<b...
	Modelo de Avaliação Elétrica<br />Dado um despacho de geração obter os fluxos na rede de transmissão<br />Modelo de Fluxo...
Estudo de CasoProgramaMensal daOperação<br />Simulação – Estudo de Caso PMO Março/2011<br />157 usinas hidrelétricas; 144 ...
Base de Dados <br />Avaliação elétrica<br />Estudo ODIN<br />Estudo <br />Newave/<br />Suishi-O<br />
Tabela I. Resultados Estatísticos Gerais das Simulações.<br />Resultados para o SIN<br />Resultados Estatísticos Gerais da...
Tabela I. Resultados Estatísticos Gerais das Simulações.<br />Resultados para o SIN<br />	EArm superior ao longo de todo o...
Tabela II. Valor esperado do custo marginal da operação por subsistema<br />Tabela III. Desvio padrão do custo marginal da...
Tabela II. Valor esperado do custo marginal da operação por subsistema<br />Tabela III. Desvio padrão do custo marginal da...
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  1. 1. ODIN: Metodologia para a Otimização do Despacho Interligado Nacional<br />Mônica Zambelli, André Toscano, Elma Pereira, Anibal Tavares,Secundino Soares Filho e Donato da Silva Filho<br />Projeto Estratégico da ANEEL – Tema 1 Modelo de Otimização do Despacho Hidrotérmico <br />1<br />
  2. 2. Motivação<br />SEB<br />Planejamento da operação baseado em modelo estocástico<br />Representação do sistema com agregação e linearização<br />Cenários hidrológicos segundo modelos PAR(p)<br />Dificuldades em assegurar adequada segurança energética (Racionamento 2001) e sinalização econômica (Janeiro 2008)<br />Critérios de segurança adicionais como CAR e POCP<br />P&D Estratégico ANEEL – Tema 1<br />ODIN<br />Abordagem alternativa para o planejamento da operação<br />Baseado em modelo de otimização determinístico <br />Representação individualizada e não linear<br />Cenário hidrológico mais provável<br />Modelo de previsão de vazões<br />2<br />
  3. 3. Estrutura do Trabalho<br />Introdução<br />Metodologia<br />Modelo de Controle Preditivo<br />Modelo de Avaliação Elétrica<br />Estudo de Caso: PMO de Março de 2011<br />Resultados para o SIN, por Subsistema e por Usina<br />Estudo de Caso de Avaliação Elétrica<br />Identificação das Violações<br />Factibilização da Solução<br />Conclusões<br />
  4. 4. Introdução<br />Planejamento da Operação<br />Objetivo: Minimizar o custo esperado de operação<br />Sujeito a:<br />Atendimento da demanda por subsistema<br />Limites de geração termelétrica<br />Balanço hídrico dos reservatórios<br />Função de produção hidrelétrica não linear<br />Restrições operativas hidráulicas<br />Limites de intercâmbio entre subsistemas<br /><ul><li> Desafios
  5. 5. Horizonte de longo prazo
  6. 6. Forte acoplamento hidráulico
  7. 7. Dinâmico
  8. 8. Não linear
  9. 9. Estocástico</li></li></ul><li>Metodologia<br />Previsão<br />Otimização<br />Otimização do<br />Despacho<br />Interligado<br />Nacional<br /><ul><li>Não linear
  10. 10. Determinística
  11. 11. Usinas individualizadas
  12. 12. Produtividade e engolimento máximo variáveis com a queda
  13. 13. Modelos não lineares de previsão de vazões
  14. 14. Redesneuraisnebulosas
  15. 15. Cenáriomaisprovável</li></ul>Simulação<br /><ul><li>Usinas individualizadas
  16. 16. Balanço hídrico e restrições operativas hidráulicas
  17. 17. Cenários: vazões afluentes históricas ou sintéticas</li></li></ul><li>Política operativa determinística<br /> yt-k...t-1<br />y1..N<br />Previsor<br />xt-1<br />Otimizador<br />Decisão: qt<br />yt<br />Simulador<br />(Balanço hídrico)<br />xt<br />xt-1<br />Previsão:<br /> Modelo de Controle Preditivo<br />Política de operação baseada em controle por realimentação em malha aberta<br />Incerteza das vazões tratada de forma implícita através de modelos de previsão de vazões<br />Atualização do armazenamento, da previsão, e da decisão a cada estágio da simulação<br />Controle Preditivo<br />x: armazenamento y: vazão afluente<br /> q: vazão turbinada<br />t-1 ← t<br />
  18. 18. Modelo de Avaliação Elétrica<br />Dado um despacho de geração obter os fluxos na rede de transmissão<br />Modelo de Fluxo de Potência Ótimo em Corrente Contínua (FPO-CC)<br />Gerenciamento de Dados<br />Banco de dados EletroData<br />Visualização da rede de transmissão <br />Análise gráfica de resultados<br />
  19. 19. Estudo de CasoProgramaMensal daOperação<br />Simulação – Estudo de Caso PMO Março/2011<br />157 usinas hidrelétricas; 144 usinas termelétricas<br />Deck NEWAVE: NW201103<br />Horizonte de planejamento 03/2011 a 12/2015<br />1 Patamar de Carga<br />75 Séries Históricas (1931 a 2009)<br />ODIN :<br />Previsor de vazões: 95% MLT<br />Modelo de otimização: fluxo em redes<br />Heurística para intercâmbio limitado<br />
  20. 20. Base de Dados <br />Avaliação elétrica<br />Estudo ODIN<br />Estudo <br />Newave/<br />Suishi-O<br />
  21. 21. Tabela I. Resultados Estatísticos Gerais das Simulações.<br />Resultados para o SIN<br />Resultados Estatísticos Gerais das Simulações (75 séries)<br />NW/SUISHI – ODIN<br /> Operação mais econômica na maioria dos cenários<br />
  22. 22. Tabela I. Resultados Estatísticos Gerais das Simulações.<br />Resultados para o SIN<br /> EArm superior ao longo de todo o periodo de planejamento<br /> Despacho antecipado de térmicas para evitar picos de custo e deficit<br />
  23. 23. Tabela II. Valor esperado do custo marginal da operação por subsistema<br />Tabela III. Desvio padrão do custo marginal da operação por subsistema<br /> Resultados por Subsistema<br />Valor esperado do custo marginal da operação<br />Desvio padrão do custo marginal da operação<br />
  24. 24. Tabela II. Valor esperado do custo marginal da operação por subsistema<br />Tabela III. Desvio padrão do custo marginal da operação por subsistema<br />Tabela IV. Energia armazenada final média por subsistema<br /> Resultados por Subsistema<br />Energia armazenada final média por subsistema<br />Earm NE<br />Earm S<br />
  25. 25. Resultados por Usina<br />
  26. 26. AvaliaçãoElétricaNúmero de ViolaçõesporCenário<br />Minimizar desvio quadrático em relação ao despacho p* do ODIN em cada estágio e cenário hidrológico<br /><ul><li>Dados de rede elétrica do SIN para março de 2011
  27. 27. Barras: 4515
  28. 28. Ramos: 6276
  29. 29. Média de 31 ramosviolados
  30. 30. Cenário com maisviolações (1943) seráanalisado</li></li></ul><li>Tabela V. Os dez ramos com maiores violações. <br />Estudo de Caso I: Identificaçao das Violações<br />Ramos mais violados pertencem a interligação “Norte-Sul”<br />Sma-Gur-500<br />Peixe-2-500<br />Gur-Mir-500<br />Gur-Pei-500<br />Gurupi-500<br />Mir-Gur-500<br />Gur-Mir3-500<br />Miracem-500<br />Mir-Gur2-500<br />
  31. 31. Estudo de Caso IIFactibilizaçãodaSolução<br />FPO-CC considerando restrições <br />
  32. 32. Conclusões<br />Nova abordagem para o planejamento da operação energética do SIN: Modelo ODIN<br />Comparação: ODIN x NEWAVE/SUISHI-O<br />Mais eficiente<br />Maior produtividade<br />Maior geração hidrelétrica (+326MW/Mês)<br />Mais seguro<br />Maior energia armazenada (+48% final)<br />Menor risco e profundidade de déficit<br />Mais econônico<br />Menor custo esperado da operação (-7,8%)<br />CMO menor e menos volátil<br />Permite representação detalhada da rede elétrica<br />Percentual baixo de ramos violados (~ 0,5%) <br />Acarreta pequenas alterações no despacho de poucas usinas<br />
  33. 33. Trabalhos em Andamento<br />Melhoramentos no modelo ODIN: <br />modelo de previsão de vazões afluentes baseado em técnicas de redes neurais nebulosas<br />modelo de otimização do despacho hidrotérmico baseado em métodos de pontos interiores<br />ambiente de processamento paralelo para avaliação utilizando séries sintéticas<br />Considerar restrições de segurança e perdas de transmissão no fluxo de potência<br />
  34. 34. Obrigada!<br />monica@cose.fee.unicamp.br<br />
  35. 35. Modelo Matemático do FPO-CC<br />Modelo de fluxo em redes<br />Baixo tempo computacional<br />Garantia de convergência<br />Funções quadráticas separáveis da geração e do fluxo de potência<br />1a. Lei de Kirchhoff<br />2a. Lei de Kirchhoff<br />Limites operacionais na geração e no fluxo de potência<br />
  36. 36. Intercâmbio N->S Limitado<br /><ul><li>Março/2011:
  37. 37. Norte+NEExportador
  38. 38. Sul+SE/CO Importador</li></li></ul><li> Região das UHEs alteradas<br />Fonte: Sistema de Informações Geográficas Cadastrais do SIN - SINDAT<br />http://www.ons.org.br/conheca_sistema/dados_tecnicos.aspx<br />

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