Apresentação
Documentação Técnica dos Modelos de Otimização Energética
Sistema de versionamento
O que esperar a cada lançamento?
Changelog
Versão 8.1.0
Initial Release (8.1.0)
Versão 8.0.0
Initial Release (8.0.0)
Versão 7.8.0
Initial Release (7.8.0)
Versão 7.7.0
Initial Release (7.7.0)
Versão 7.6.0
Initial Release (7.6.0)
Versão 7.5.0
Initial Release (7.5.0)
Versão 7.4.0
Initial Release (7.4.0)
Versão 7.3.0
Initial Release (7.3.0)
Versão 7.2.0
Initial Release (7.2.0)
Versão 7.1.0
Initial Release (7.1.0)
Versão 7.0.0
Initial Release (7.0.0)
Versão dos modelos
Versões Newave
Versões Decomp
Decomp_31.27
Decomp_31.26
Decomp_31.25
Decomp_31.24
Decomp_31.23
Decomp_31.22
Decomp_31.21
Decomp_31.20
Decomp_31.19
Decomp_31.18
Decomp_31.17
Versões Dessem
Resumo Compatibilidade Versões
Tabela de compatibilidade por versões
Otimização Energética
Modelos de Otimização Energética do CEPEL
Uso Oficial dos Modelos no Setor Elétrico Brasileiro
Execução Encadeada dos Modelos
Propósito e Missão
Linhas de Pesquisa
Planejamento da Operação, Despacho e Formação de Preço
Planejamento de Expansão e Avaliação energética/ambiental de Novos Projetos de G&T
Comercialização de Energia
Análise Financeira de Projetos
Integração direta entre modelos de longo e curtíssimo prazos
Cenários de Produção Eólica
Análises de Confiabilidade
Hidrologia Estocástica e Recursos Hídricos
Previsão e Modulação da Carga
Técnicas Computacionais aplicados à área Energética
Funcionalidades dos Modelos
Evolução ao longo do tempo
Aprimoramentos recentes
Incorporação da incerteza na geração eólica
NEWAVE individualizado / híbrido
Aprimoramento das restrições elétricas no NEWAVE/DECOMP
Unit Commitment Hidráulico no modelo DESSEM
Configurações do Problema
Representação do Sistema de Transmissão
Representação das Usinas Hidrelétricas
Representação das Usinas Térmicas
Modelagem da rede elétrica
Integração das fontes intermitentes de geração, armazenamento de energia e outros aspectos da Transição Energética
Aspectos e componentes adicionais do sistema
Estratégias de Solução
Informações adicionais/contatos
Publicações
Tutoriais
Treinamentos
Versões Acadêmicas
Informações adicionais/contatos
Ambiente Libs
Introdução
O que é Libs?
Componentes das Libs
Estrutura de Arquivos e Dados de entrada
Arquivos formato CSV
Arquivo Índice
Arquivos de dados
Linhas descritivas e Réguas identificadoras dos campos
Interface gráfica (XLibs)
Bibliotecas para integração com scripts
Documentaçao em Formato Web
Informações adicionais
Modelos Computacionais
Introdução
Modelo NEWAVE
Descrição Geral
Objetivo e Aplicações
Funcionalidades
Formulação e Resolução do Problema
Simulação da Política de Operação
Documentação
Referências
Modelo DECOMP
Descrição Geral
Objetivo e Aplicações
Funcionalidades
Formulação e Resolução do Problema
Documentação
Referências
Modelo DESSEM
Descrição Geral
Objetivo e Aplicações
Funcionalidades
Formulação e Resolução do Problema
Principais Resultados
Documentação
Referências
Modelo GEVAZP
Descrição Geral
Objetivo e Aplicações
Funcionalidades
Geração de cenários para o NEWAVE
Geração de cenários para o DECOMP
Geração de cenários para o SUISHI
Documentação
Referências
Modelo SUISHI
Modelo PREVIVAZ
Acoplamento entre os Modelos
Introdução
Acoplamento NEWAVE/SUISHI
Acoplamento NEWAVE/DECOMP
Acoplamento DECOMP/DESSEM
Acoplamento via função de custo futuro
Acoplamento por metas operativas
Metas semanais de geração térmica ou intercâmbios
Metas de armazenamento no final do horizonte de estudo
Acoplamento NEWAVE/DESSEM
Conversão dos dados do NEWAVE para o DESSEM
Realização de simulações horárias com o DESSEM para várias séries / períodos
Planejamento Hidrotermoeólico
Planejamento Hidrotermo-eólico
Sistemas Hidrotermo-eólicos
Sistema Interligado Nacional (SIN)
Características Gerais do problema
Dilema do Decisor
Custos e Valor das fontes de geração
Crescimento das Novas Fontes Renováveis
Etapas do Planejamento
Planejamento da operação a longo, médio e curto prazos
Incorporação de aspectos da programação diária no planejamento a médio/longo prazos
Representação da incerteza e modelagem explícita das novas fontes renováveis nos modelos de mais longo prazo
Tratamento da incerteza e modelagem das novas fontes renováveis no curtíssimo prazo
Mecanismos para mitigação da incerteza das novas fontes renováveis
Representação Temporal
Horizonte de Estudo
Discretização Temporal
Períodos de tempo
Patamares de Carga
Referências
Horário de Verão
Ano Bissexto
Taxa de Desconto
Configuração Dinâmica
Representação Temporal em cada Modelo
Modelo NEWAVE
Horizonte de Planejamento
Instante de fim do Horizonte de estudo
Acoplamento com a Função de custo futuro do período pós
Discretizacao Temporal
Modelo DECOMP
Modelo DESSEM
Patamares Cronológicos
Padrão de dados de entrada temporais - Formato Libs
Dado por período
Forma de representação constante
Forma de representação por período
Forma de representação por data
Dado por período e patamar
Forma de representação constante
Forma de representação por período-patamar
Forma de representação por data-patamar
Forma de representação por data
Regras de processamento
Campos período inicial e final
Campos data inicial e final
Campo patamar
Horizonte do dado temporal
Representação das Incertezas
Definições e Conceitos
Variaveis aleatórias
Tipos de variavel aleatória
Distribuição de probabilidades
Teorema do Limite Central
Processo Estocástico
Séries Temporais
Série Histórica
Processo de Modelagem das Incertezas
Avaliação do Modelo de Séries Temporais
Avaliação da Distribuição dos resíduos
Tratamento da Correlação Espacial e Temporal
Avaliação da Acurácia da Modelagem
Qualidade dos cenários Gerados
Robustez e Estabilidade dos Resultados
Incerteza Hidrológica
Motivação
Impacto da condição hidrológica no preço de energia
Caracterização Geral das Séries Hidrológicas
Sazonalidade
Dependência Temporal
Complementaridade e Correlação espacial entre as incertezas
Séries Históricas de Vazões
Tendência Hidrológica
Classificação das Usinas
Cálculo de Vazões Incrementais
Modelo Autorregressivo Periódico - Par(p)
Cálculo das Estatísticas Históricas
Modelo Autorregressivo Periódico - Par(p)
Identificação da Ordem do Modelo
Cálculo dos coeficientes do modelo Par(p)
Tratamento de coeficientes negativos
Cálculo dos Resíduos Históricos
Distribuição Lognormal 3 parâmetros
Modelo Autorregressivo Periódico Anual - Par(p)-A
Modelo MS-Par(p) - Fenômeno ENOS
Modelagem do processo Markoviano
Geração não condicionada
Geração condicionada
Geração das Séries Sintéticas de Vazões Totais
Geração de Séries Sintéticas
Geração das Séries Sintéticas para Postos Artificiais
Incerteza dos Ventos
Incerteza Eólica
Geração de Cenários
Motivação
Objetivos
Definições
Aberturas
Árvore de Cenários
Séries sintéticas
Semente
Métodos de Geração de Cenários
Amostragem Aleatória Simples
Método k-Means
Quasi Monte-Carlo (QMC)
Hipercubo Latino (LHS)
Etapas do Processo
Geração dos ruídos
Amostragem Seletiva (AS)
Amostragem Aleatória Simples (AAS)
Geração de Árvore de Cenários
Geração de Séries Sintéticas
Geração de Séries Sintéticas Condicionadas
Geração de cenários de ventos
Avaliação dos Cenários Gerados
Cenários em Pente (séries)
Cenários em Árvore
Sistema Interligado
Representação do Sistema nos Modelos
Submercados
Submercados/Nós fictícios
Link entre geradores e submercados
Intercâmbios
Limites de Intercâmbio entre submercados
Restrição de transporte entre Itaipu 50 e 60 Hz e os subsistemas SU/SE
Importação/exportação de Energia
Limites mínimos/máximos de compra/venda de energia
Preços de compra/venda de energia
Restrições Elétricas Especiais
Elos de Corrente Contínua
Geração 50Hz de Itaipu
Bibolos das usinas do Rio Madeira
Perdas na transmissão
Perdas nos intercâmbios
Perdas dentro de cada submercado
Cargas
Conceituação Geral
Cargas Convencionais (Inflexíveis)
Cargas/Ofertas adicionais
Cortes de Carga (Déficit)
Resposta da demanda
Atendimento à Demanda
Balanço de carga por submercado
Patamares de carga
Discretização temporal flexível
Períodos com rede elétrica
Tratamento para modelagem por reservatórios equivalentes de energia
Rede Elétrica
Descrição Geral
Componentes da Rede Elétrica
Conexões das Injeções à Rede
Opções de representação da Rede
Configurações da Rede
Ilhas Elétricas
Balanço de Carga por Barra
Balanço de Carga por Ilha Elétrica
Fluxo de Potência DC
Perdas nas linhas
Usinas Hidrelétricas
Usinas Hidrelétricas
Dados de Entrada: Formato Libs
Funcionalidade: HIDRELETRICA-PRODUTIBILIDADE-ESPECIFICA-GRADE
Funcionalidade: HIDRELETRICA-PERDA-HIDRAULICA-GRADE
Reservatórios
Capacidade de regularização
Cota de montante
Polinômio cota-volume
Polinômio Cota-Área
Dados de Entrada: Formato Libs
Funcionalidade: HIDRELETRICA-CADASTRO-RESERVATORIO
Funcionalidade: HIDRELETRICA-CADASTRO-RESERVATORIO-CURVAJUSANTE
Canal de fuga
Vazão de jusante
Vazão lateral
Formulação Matemática da Vazão de jusante
Cota de jusante
Polinômio do canal de fuga
Polinômios por partes para o canal de fuga
Influência da usina de jusante (Remanso)
Casa de Força
Vertedouro
Soleira do vertedouro
Dados Cadastrais das Usinas hidrelétricas
Topologia dos reservatórios
Dados do reservatório
Dados da casa de força
Alteração dos dados cadastrais
Topologia Hidráulica
Usinas de montante e jusante
Desvios de água
Usinas fictícias
Configuração Dinâmica
Usinas Elevatórias / Reversíveis
Usinas elevatórias entre rios diferentes
Usinas hidrelétricas reversíveis
Canais entre reservatórios
Seções de rio
Variáveis operativas de uma UHE
Limites Físicos para as Usinas Hidrelétricas
Limites de armazenamento
Limites de turbinamento
Limites de vertimento
Limites de geração hidráulica
Afluências naturais às usinas hidrelétricas
Vazão natural total
Vazão natural incremental
Balanço Hídrico nos Reservatórios
Balanço Hídrico por patamar para usinas a fio d’água
Função de Produção Hidrelétrica
Energia Potencial para geração hidrelétrica
Eficiência das turbinas e geradores
Altura de queda bruta
Perdas hidráulicas nos condutos
Perdas hidráulicas por meio de fatores
Perdas hidráulicas variáveis em função da vazão turbinada
Altura de queda líquida
Produtibilidade Específica
Eficiência conjunto/gerador das usinas constante
Eficiência conjunto/gerador das usinas variável com a vazão e a altura de queda
Função de produção hidrelétrica (FPH)
Função de produção hidrelétrica aproximada (FPHA)
Passo 1. Determinação da janela e grade de discretização
Passo 2. Cálculo da geração exata em cada ponto
Passo 3. Construção da envoltória convexa
Passo 4. Regressão para minimização das diferenças entre a FPH e FPHA
Passo 5. Aproximação secante na dimensão da vazão lateral
Expressão final para consulta à FPHA
Consideração da vazão lateral
Abordagem alternativa para modelagem do eixo do volume armazenado
Consideração da FPHA nos PLs
Inclusão das restrições
Consideração do volume armazenado
Diferentes modelos da FPHA por período
Desvios da FPHA
“Fuga” da FPHA
Violação da FPHA
Função de produção hidrelétrica aproximada dinâmica (FPHAD)
Arquivos de Saída: Formato Libs
Arquivos Oper
Disponibilidade de Geração da Usina Hidráulica
Geração hidráulica máxima
Turbinamento máximo
Cálculo da disponibilidade de geração da usina hidrelétrica aproximada
Arquivos de Saída: Formato Libs
Arquivos Oper
Engolimento máximo das turbinas
Cálculo do engolimento máximo no DECOMP
Cálculo do engolimento máximo no DESSEM
Consideração da defluência mínima obrigatória
Evaporação nos reservatórios
Função não linear de evaporação
Aproximação Linear para a Evaporação
Evaporação negativa
Restrição de evaporação no problema de otimização
Valor de referência para a evaporação
Evaporação para usinas a fio d’água
Tempo de viagem da água
Tempo de viagem da água por translação simples
Curva de Propagação da Água
Acoplamento com o final do horizonte de estudo
Enchimento de Volume Morto
Volumes de espera para controle de cheias
Manutenção de unidades geradoras hidráulicas
Falhas de unidades geradoras hidráulicas
Unit Commitment Hidráulico (UCH)
Status “ligada / desligada” das unidades geradoras
Status de operação em vazio das unidades geradoras
Inequação de composição dos status
Turbinamento e geração por unidade
Equações de composição do turbinamento e geração das unidades geradoras
Turbinamento mínimo e máximo (enquanto ligadas) das unidades geradoras
Geração mínima e máxima (enquanto ligadas) das unidades geradoras
Tempo mínimo ligada e desligada das Unidades Geradores
Custo de partida
Número máximo de mudanças de estado
Consumo de Água para operação em vazio
Dados de Entrada - Formato Libs
Arquivos de Saída - Formato Libs
Arquivos de Oper
Usinas Térmicas
Usinas Termicas
Unidades Geradoras Térmicas
Variáveis operativas de uma UTE
Custo Variável Unitário (CVU)
Capacidade de Geração
Disponibilidade de Geração
Manutenção de unidades geradoras térmicas
Falhas de unidades geradoras térmicas
Fator de Disponibilidade Térmica
Geração Térmica Mínima
Unit Commitment Térmico (UCT)
Status “ligada / desligada” das unidades geradoras
Geração por unidade
Equações de composição da geração das unidades geradoras
Geração mínima (enquanto ligadas) das unidades geradoras
Tempo mínimo ligada e desligada das Unidades Geradores
Rampa para tomada/alívio de carga
Trajetórias de acionamento e desligamento
Operação no mínimo ou no máximo
Numero máximo de oscilações no mínimo ou no máximo
Custo de partida
Usinas Térmicas Convencionais
Usinas Térmicas a Ciclo Combinado (UTCC)
Restrição de unicidade de acionamento
Transição entre unidades equivalentes
Manutenção de Unidades “Reais”
Referências
Usinas Térmicas com Restrições de Suprimento
Usinas Térmicas com antecipação de despacho (usinas GNL)
Característicais gerais
Modelagem do despacho antecipado
Custos e variáveis em cada estágio
Termos adicionais na Função de Custo Futuro
Construção dos cortes da FCF
Primeira recursão backward
Demais recursões backward
Extensão para várias usinas
Agregação das variáveis de estado
Condições de Contorno
Primeiros estágios do estudo
Últimos estágios do estudo
Benefício Futuro das Usinas a GNL
Referências
Usinas Eólicas
Usinas Eólicas
Usina Eólica/Aerogerador
Parques Eólicos Equivalentes (PEEs)
Dados de Entrada: Formato Libs
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-CADASTRO
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-POTENCIA-INSTALADA
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-CONFIGURACAO
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-SUBMERCADO
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-POSTO
Arquivos de Saída: Formato Libs
Arquivos de Eco
Velocidade de vento e geração eólica
Cenários de velocidade de ventos para o NEWAVE e DECOMP
Cenários de geração eólica para o DECOMP
Geração eólica para o modelo DESSEM
Dados de Entrada: Formato Libs
Funcionalidade: POSTO-VENTO-CADASTRO
Funcionalidade: VENTO-HISTORICO
Função de Produção Vento x Potência (FPV)
Dados de Entrada: Formato Libs
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-FUNCAO-PRODUCAO-VENTO-POTENCIA-LINEAR
Arquivos de Saída: Formato Libs
Arquivos de Eco
Modelagem como recurso despachável
Inequação de geração eólica
Contribuição para o atendimento à demanda
Dados de Entrada: Formato Libs
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-GERACAO
Funcionalidade: PARQUE-EOLICO-EQUIVALENTE-GERACAO-ESTOCASTICO
Arquivos de Saída: Formato Libs
Arquivos de Eco
Arquivos de Oper
Dados de Entrada - Formato Libs
Arquivos de Saída - Formato Libs
Arquivos de Eco
Arquivos de Oper
Exemplos de Decks por Estudo
Estudo de Operação com Função de Produção
Estudo de Operação com Cenários de Geração
Estudo de Geração de Cenários de Vento
Estudo de Operação com Geração de Cenários de Vento
Fontes não Despacháveis
Fontes Não Despacháveis
Pequenas Usinas
MMGD - Mini e Micro Geração Distribuida
Restrições Operativas
Introdução
Restrições hidráulicas de Energia
Descrição Geral
Restrição de energia Máxima gerada
Dados de Entrada: Formato Libs
Mnemônico (alias) para formulação
Funcionalidade: RESTRICAO-ENERGIA
Funcionalidade: RESTRICAO-ENERGIA-LIMITES-LPP
Restrições hidráulicas de Vazão
Descrição Geral
Restrições de Defluência Máxima
Dados de Entrada: Formato Libs
Mnemônico (alias) para formulação
Funcionalidade: RESTRICAO-VAZAO
Funcionalidade: RESTRICAO-VAZAO-LIMITES-LPP
Restrições hidráulicas de Volume
Descrição Geral
Dados de Entrada: Formato Libs
Mnemônico (alias) para formulação
Funcionalidade: RESTRICAO-VOLUME
Restrições Eletricas
Descrição Geral
Dados de Entrada: Formato Libs
Alias
Funcionalidade: RESTRICAO-ELETRICA-ESPECIAL
Funcionalidade: RESTRICAO-ELETRICA-ESPECIAL-ATIVACAO
Funcionalidade: RESTRICAO-ELETRICA-VIOLACAO
Arquivos de Saída: Formato Libs
Arquivos de Eco
Dados de Entrada - Formato Libs
Arquivos de Saída - Formato Libs
Arquivos de Eco
Libs - Documentação
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Versões Decomp
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Decomp_31.26
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Decomp_31.26
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Initial Release (31.26)
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Abril de 2024
Compatibilidade com as Libs
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Versão 8.0.0
das Libs:
Bugs corrigidos
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Correção na alocação de variáveis.