Abordagem estocástica adaptativa em dois estágios para a aquisição de energia em mercados de eletricidade de sistemas hidrotérmicos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Rodolfo Rodrigues Barrionuevo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Mercados de eletricidade; Problema de aquisição de energia; Sistemas hidrotérmicos; Otimização estocástica em dois estágios; Electricity market; Energy procurement problem; Hydrothermal system; Two-stage stochastic optimization
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/214552

Esta tese discute, na perspectiva de um grande consumidor, o problema do planejamento a médio-prazo da aquisição de energia em ambientes hidrotérmicos. Trata-se de um problema de otimização de portfólio em que as incertezas nos preços da energia são provenientes, principalmente, das incertezas nas afluências futuras. No presente trabalho, busca-se incorporar as especificidades do sistema hidrotérmico ao problema de aquisição, fornecendo ao consumidor uma ferramenta de planejamento que considere os custos associados a cada mercado, a exposição aos riscos e suas estimativas de afluências futuras. As abordagens propostas envolvem um Modelo de Estimação de Cenários de Preços (MECP) e um Modelo de Aquisição de Energia (MAE). O MECP proposto é formulado como um problema de otimização estocástica baseado no planejamento de médio-prazo da operação hidrotérmica utilizando leques de cenários para representar as incertezas nas afluências. Propõem-se dois MAE formulados como problemas de otimização estocástica em dois estágios com duas dinâmicas de solução: janela rolante e adaptativa. Reformula-se o problema de aquisição multi-estágio original em um conjunto de problemas de dois estágios resolvidos de forma interligada. As dinâmicas de solução propostas consideram a estocasticidade dos preços futuros e resultam em decisões here-and-now para cada mercado e para todos os períodos de planejamento. As abordagens propostas são analisadas em simulações que buscam representar sistemas reais de médio-porte. Os resultados do MECP evidenciam a intrínseca correlação dos preços da energia com os cenários de afluência e com os níveis de demanda. Assim, o MECP proposto se mostra adequado como ferramenta de estimação de cenários de preços para o mercado hidrotérmico. As abordagens de aquisição propostas resultam em decisões de contratação sensíveis aos preços em cada mercado e nível de carregamento, assim como à aversão ao risco e à estimativa de afluências futuras. Em políticas de alta aversão ao risco ou em expectativas de períodos futuros secos, notou-se grande participação do consumidor no mercado de médio-prazo, utilizado como uma ferramenta de hedging contra a volatilidade do mercado de curto-prazo. Os resultados das abordagens de aquisição propostas são comparados a um MAE adaptado da literatura. Verifica-se que a dinâmica adaptativa se mostra superior às demais abordagens analisadas.