Análise de processos de cenarização na geração hidroenergética. - Vilhena, Frederico Abdo de (2014)
O planejamento de médio e longo prazo da operação hidrelétrica brasileira consiste em um problema de grande porte e que envolve muitas variáveis, onde, dentre estas, se destacam as vazões afluentes aos reservatórios. Estas vazões devem assim ser estimadas, com o objetivo de caracterizar a oferta futura de eletricidade em um horizonte de planejamento. Dentre as possíveis abordagens existentes para estimar estas vazões, se destaca a abordagem estocástica, que permite considerar variáveis em função de sua distribuição probabilística, e busca considerar o universo mais provável de manifestações. A abordagem estocástica pode se utilizar de modelos estocásticos, que costumam ser caracterizados através de árvores de cenários, que representam o universo de possibilidades de ocorrências. No entanto, devido à elevada dimensionalidade que o processo estocástico pode resultar ao se considerar árvores muito grandes, torna-se necessária a utilização de técnicas complementares, que visem a redução do número de cenários. Com base nesta contextualização, esta dissertação aborda de modo geral o processo de otimização estocástica do planejamento da geração hidrelétrica, considerando árvores de cenários e técnicas de redução de cenários, e utilizando como meio a modelagem de otimização da geração desenvolvida no SSD HIDROTERM, em linguagem GAMS. Como estudo de caso, foram desenvolvidos e adaptados algoritmos de otimização estocástica que consideram árvores com elevado número de cenários, gerados por meio de modelos estocásticos autorregressivos do tipo PAR e, sobre estas árvores, foi ainda aplicada a ferramenta de redução de cenários por agrupamento - SCENRED, desenvolvida em GAMS. As análises de sensibilidade realizadas visaram: validar o processo proposto de otimização estocástica; analisar os efeitos da utilização de diferentes árvores reduzidas de cenários de vazões, o impacto da consideração de diferentes horizontes de planejamento e a influência do regime hidrológico nos principais resultados do processo de otimização; além de estudar as vantagens e desvantagens deste processo para o planejamento da operação hidrelétrica. Os resultados indicam que o processo de otimização estocástica é eficaz ao considerar as aleatoriedades envolvidas na previsão de vazões afluentes. Estes também confirmaram tendências já esperadas no processo de otimização estocástica, como o fato de que quanto maior a árvore de cenários, mais precisos e estáveis tendem os resultados; assim como que quanto mais cenários envolvidos, maior o tempo de processamento requerido. Neste contexto, a utilização da ferramenta de redução SCENRED permitiu reduções significativas no tamanho da árvore de cenários, sem, contudo, ocasionar em perdas na qualidade e estabilidade da solução, além de viabilizar a aplicação do algoritmo de otimização estocástica proposto.