O documento descreve um projeto para desenvolver um software para otimizar o despacho de máquinas e geração de uma usina hidrelétrica, maximizando a energia gerada com a água disponível e sujeita a restrições operacionais. O software foi desenvolvido usando modelagem orientada a objetos e resolve problemas de programação não-linear e inteira mista para determinar o despacho de máquinas e geração ótimo. Os resultados obtidos atenderam aos objetivos do projeto e o software está em uso pela empresa operadora da usina.

1. Despacho Conjunto de Máquinas com Previsão de Vazão D.M. Falcão C.L.T. Borges D.S. Moitas L.F. Rocha R.H.S. Machado J.A.S. Dias 1

2. Dados do Projeto Titulo: Despacho Conjunto de Máquinas com Previsão de Vazão Código: 2934001/2007 Entidade executora: Fundação Coordenação de Projetos, Pesquisa e Estudos Tecnológicos (Fundação Coppetec) Entidades de suporte financeiro: Central Geradora Termelétrica Fortaleza S/A Centrais Elétricas Cachoeira Dourada Início: 01 de Agosto de 2008 Duração: 18 meses+

3. Objetivo Otimização do despacho da Usina Hidrelétrica EndesaCachoeira Dourada (UHE-EC) O despacho de uma usina hidrelétrica consiste em duas etapas, executadas para um horizonte de operação escolhido Despacho de Máquinas: determina, em intervalos de tempo (½ hora), quais as máquinas que serão colocadas em operação para atender à programação de geração da usina Despacho de Geração: para as máquinas em operação, determina qual a geração média no intervalo

4. Objetivo (cont.) Maximização da energia gerada com a água disponível para a usina e sujeitos a restrições operacionais Faixa de operação das turbinas Restrições elétricas da transmissão Número de partidas e paradas Etc. Baseada na minimização da função de perdas das unidades Perdas causadas por atrito nos condutos forçados Perdas por variação no rendimento das turbinas (curva colina)

5. Formulação Matemática Problema de programação não-linear inteira mista Decomposição Despacho de Máquinas: problema com variáveis inteiras Despacho de Geração: problema com variáveis contínuas Abordagens alternativas para o Despacho de Máquinas Abordagem Heurística: através da experiência acumulada de operadores Abordagem Meta-Heurística: (AlgoritmosGenéticos) Despacho de Geração Técnicas convencionais de Programação Não-Linear

6. Visão Geral do Software

7. Programação da Usina Programa da Geração da Usina Obter a programação diária da operação (PDO) de modo otimizado, minimizando a diferença entre a geração total prevista e a geração programada total Solução por método heurístico ou modelo de Programação LInear Programa da Geração por Barramento Separação da potência total gerada pela usina nos níveis de 138 e 230 kV Solução por método heurístico Cálculo das Grandezas do Reservatório Volume acumulado, vazão turbinada média, etc.

8. Despacho de Máquinas

9. Despacho de Geração Determinação do ponto ótimo de operação associado com os geradores selecionados Problema de Programação Não-Linear Resolvido utilizando o Método dos Pontos Interiores

10. Características do Software Desenvolvido utilizando a técnica de Modelagem Orientada a Objetos (MOO) e a linguagem C++ Interface amigável no padrão Windows

11. Programação da Usina

12. Programação da Usina

13. Características das Máquinas

14. Despacho de Máquinas e Geração

15. Visualização do Despacho

16. Conclusões Software desenvolvido permite a programação da operação da usina hidrelétrica de forma automática e otimizada Opção de despacho de máquinas baseada na experiência Os resultados obtidos no projeto contemplaram todas as etapas previstas O software desenvolvido encontra-se em utilização pela equipe da Endesa Brasil

17. OBRIGADO! Djalma M. Falcão COPPEUFRJ Programa de Engenharia Elétrica Caixa Postal 68504 21241-972 Rio de Janeiro RJ falcao@nacad.ufrj.br