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 VazãoD.M. Falcão C.L.T. Borges D.S. MoitasL.F. Rocha R.H.S. Machado J.A.S. Dias 1

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

3. ObjetivoOtimização 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 escolhidoDespacho de Máquinas: determina, em intervalos de tempo (½ hora), quais as máquinas que serão colocadas em operação para atender à programação de geração da usinaDespacho 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 operacionaisFaixa de operação das turbinas Restrições elétricas da transmissão Número de partidas e paradas Etc.Baseada na minimização da função de perdas das unidadesPerdas causadas por atrito nos condutos forçados Perdas por variação no rendimento das turbinas (curva colina)

5. Formulação MatemáticaProblema de programação não-linear inteira mistaDecomposiçãoDespacho de Máquinas: problema com variáveis inteirasDespacho de Geração: problema com variáveis contínuasAbordagens alternativas para o Despacho de MáquinasAbordagem Heurística: através da experiência acumulada de operadoresAbordagem Meta-Heurística: (AlgoritmosGenéticos) Despacho de GeraçãoTécnicas convencionais de Programação Não-Linear

6. Visão Geral do Software

7. Programação da UsinaPrograma da Geração da UsinaObter a programação diária da operação (PDO) de modo otimizado, minimizando a diferença entre a geração total prevista e a geração programada totalSolução por método heurístico ou modelo de Programação LInearPrograma da Geração por BarramentoSeparação da potência total gerada pela usina nos níveis de 138 e 230 kVSolução por método heurísticoCálculo das Grandezas do ReservatórioVolume acumulado, vazão turbinada média, etc.

8. Despacho de Máquinas

9. Despacho de GeraçãoDeterminação do ponto ótimo de operação associado com os geradores selecionadosProblema de Programação Não-LinearResolvido utilizando o Método dos Pontos Interiores

10. Características do SoftwareDesenvolvido 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. ConclusõesSoftware desenvolvido permite a programação da operação da usina hidrelétrica de forma automática e otimizadaOpção de despacho de máquinas baseada na experiênciaOs resultados obtidos no projeto contemplaram todas as etapas previstasO software desenvolvido encontra-se em utilização pela equipe da Endesa Brasil

17. OBRIGADO!Djalma M. FalcãoCOPPEUFRJPrograma de Engenharia ElétricaCaixa Postal 6850421241-972 Rio de Janeiro RJfalcao@nacad.ufrj.br