Geração de Árvore de Cenários

Para a etapa “backward” de cálculo da política no modelo NEWAVE (Modelo de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos Interligados de Longo e Médio-Prazo) e para o modelo DECOMP (Modelo de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos Interligados de Curto Prazo) é necessária a construção de uma árvore de cenários, composta de um conjunto de possíveis realizações das incertezas em cada período de tempo e que, devido à correlação temporal, dependem das realizações passadas a cada cenário.

A construção destes cenários é feita utilizando-se o modelo Par(p) 1, que a partir de 2020 também permite considerar, além das correlações mensais, a vazão média nos últimos doze meses também como variável de estado (modelo Par(p)-A) 23. Com isso, consegue-se representar melhor a persistência de séries críticas de maior duração, que vêm sendo observadas recentemente no sistema brasileiro. Para aferir a qualidade dos cenários que são gerados, uma série de análises estatísticas são realizadas. 4

Em virtude de restrições de tempo computacional para resolução do problema de otimização estocástica nos modelos de planejamento da operação, o modelo GEVAZP utiliza o método de amostragem seletiva, que possibilita representar, de forma adequada, o processo estocástico de vazões/energias com um reduzido número de cenários. A amostragem seletiva consiste em aplicar técnicas de clusterzização a um grande número de cenários hidrológicos gerados, de forma a escolher um conjunto representativo a partir da amostra original de cenários.

Os cenários hidrológicos utilizados nos modelos de planejamento da operação de médio e curto prazos são gerados levando-se em consideração a preservação das características estatísticas do processo estocástico original, como média, variância, correlações temporais e espaciais das vazões, regras operativas, registros de vazão incremental bem como informação macroclimática (Oceanic Niño Index ONI) com o objetivo de capturar a influência do El Niño – Oscilação Sul (ENOS) sobre a precipitação em diversas regiões do Brasil, o que impacta diretamente nos regimes hidrológicos e na geração de energia do país. 5, 6.

Apresenta-se a seguir um esquema ilustrativo do conjunto de cenários que é gerado para o DECOMP (à esquerda) e para o NEWAVE (à esquerda). Na resolução do problema pelo DECOMP, todos os arquivos são percorridos, aplicando-se a técnica de programação dinâmica dual (PDD). Já o NEWAVE percorre a árvore de cenários de forma amostral, em virtude da enorme quantidade de cenários para o problema como um todo, que corresponde a todas as combinações possíveis entre as aberturas de cada período.

O modelo GEVAZP também permite o cálculo das vazões afluentes para postos de vazão artificial e postos de vazão incremental.:footcite:2016-TreistmanAraujoPennaMaceira_RelTecCEPEL-27063_GeracaoCenarios-VazoesLaterais-Postos-Artificiais-GEVAZP Postos de vazão artificial são aqueles que possuem regras operativas próprias, inseridas como dados de entrada ao modelo, em geral associadas a postos de vazão natural. Para casos onde o tempo de viagem da água entre duas usinas é significativo, permite-se adotar diretamente o registro de vazão incremental para a usina impactada pelo tempo de viagem.