Metodologia para o planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos em mercado elétrico competitivo

Abstract

Neste trabalho foi desenvolvido um modelo baseado em programação linear inteira mista para determinar o custo mínimo da operação de um sistema hidrotérmico de longo prazo em um mercado elétrico competitivo. O modelo é capaz de encontrar os valores ótimos de operação para um período futuro nas usinas térmicas e hidroelétricas, considerando os limites normais e de emergência e as perdas de potência ativa nas linhas de transmissão, para diferentes níveis de carregamento, com múltiplos reservatórios de acumulação e de regulação. Adicionalmente, a previsão da hidrologia foi modelada mediante modelo SARIMA para o período de análise, considerando o histórico dos dados hidrológicos. O modelo foi implementado na linguagem de modelagem matemática GMPL. O problema de programação linear inteira mista foi resolvido usando o solver GLPSOL. As predições das hidrologias foram feitas na linguagem estatística R. Foi desenvolvida uma interface gráfica para gerenciar o modelo em GMPL, a previsão hidrológica em R e o solver GLPSOL na linguagem Qt. Desta forma é possível adicionar novos modelos, alterar dados do modelo e visualizar os resultados. Todas as linguagens e softwares usados são livres de distribuição e modificação. Para o modelo desenvolvido foram analisados os seguintes casos: sistema de 6 barras; sistema uninodal brasileiro e sistema interligado peruano. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados encontrados na literatura com o objetivo de validar a proposta deste trabalho

In this work developed a model based on mixed integer linear programming to determine the minimum cost of operation of a hydrothermal system in a long-term competitive electricity market. The model is able to find the optimal values of operation for a future period in thermal and hydroelectric power plants, considering the normal and emergency limits and the active power losses in transmission lines, for different loading levels, with multiple storage reservoirs and dams. In addition, predicting the hydrology was modeled by the SARIMA model for the period of analysis, considering the hydrological historical data. The model was implemented in the language of mathematical modeling GMPL. The mixed linear integer programming problem was solved using solver GLPSOL. The predictions in the hydrology using the statistical language R. It was developed a graphical interface to manage the GMPL model, the hydrologic forecasting, and solver GLPSOL in Qt graphical language. By this way, is possible to add new models, change the data of the model and view the results. All languages and software used are free to distribute and modify. For the model developed the following cases were analyzed: 6 bar system; Brazilian uninodal system and Peruvian interconnected system. The results were compared with results in the literature in order to validate the proposal of this work