Modelo DECOMP

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Descrição Geral

O modelo DECOMP foi desenvolvido pelo Cepel, para o planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de curto prazo, e constitui-se na ferramenta oficial para a elaboração dos programas mensais de operação do sistema brasileiro (PMO) pelo Operador Nacional do Sistema (ONS), e para estabelecimento do preço de liquidação de diferenças (PLD), pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE).

O DECOMP é formulado como um problema de programação linear, representando as características físicas e as restrições operativas das usinas hidroelétricas de forma individualizada. A estocasticidade das afluências é considerada através de cenários de afluências às usinas do sistema, produzidos pelo modelo GEVAZP (Geração de Séries Sintéticas de Energias e Vazões Periódicas) e representados por uma árvore de afluências, com probabilidades de ocorrência associadas a cada ramo.

Objetivo e Aplicações

O objetivo básico do planejamento de mais curto prazo da operação de um sistema hidrotérmico é determinar, para cada intervalo (semana/mês) as metas de geração de todas as usinas em cada patamar de carga, bem como os intercâmbios de energia entre submercados, de forma a minimizar o valor esperado do custo de operação ao longo do horizonte de planejamento, levando em consideração também critérios de aversão ao risco, como o CVaR.

Funcionalidades

O modelo possui uma vasta gama de restrições e funcionalidades, incluindo-se:

Características gerais do problema

  • Períodos semanais, com a representação da curva de carga em Patamares de Carga.

  • Períodos mensais a partir do segundo mês, com representação das incertezas nas afluências, por meio de uma árvore de cenários, com horizonte de até 1 ano;

  • Integração com modelos de planejamento da operação de médio prazo (NEWAVE), através de sua função custo futuro;

Modelagem do sistema e da transmissão

  • Contratos de importação/exportação de energia com submercados externos;

  • Restrições elétricas especiais que traduzem limitações de geração em conjuntos de usinas, para considerar pontos no sistema elétrico que merecem especial atenção;

  • Representação da capacidade de transporte de energia entre subsistemas, considerando o intercâmbio entre os mesmos como uma variável de decisão.

Modelagem das usinas hidrelétricas

Modelagem das usinas térmicas

  • Inflexibilidade de geração térmica, considerando-se um valor mínimo de geração;

  • Restrições de despacho antecipado para usinas a GNL e gerações provenientes de outras fontes de energia;

Formulação e Resolução do Problema

O problema de planejamento de curto prazo é formulado como um problema de programação linear estocástica.

A estrutura do problema permite sua decomposição em subproblemas menores, para cada nó da árvore de cenários. A integração desses subproblemas, baseada na técnica de decomposição de Benders aplicada a problemas estocásticos, resulta na solução iterativa de uma sucessão de subproblemas de despacho econômico, onde é possível estimar, com precisão crescente, por meio de uma função de custo futuro, as consequências futuras das decisões operativas de um determinado nó nos períodos/nós seguintes.

Essa função representa o valor esperado do custo de operação da etapa seguinte até o fim do horizonte considerado e permite comparar o custo de utilizar os reservatórios em uma etapa, por meio da energia turbinada (função de custo imediato), ou “guardar” a água para uma utilização futura. Ao final do seu horizonte, o modelo DECOMP considera a função de custo futuro produzida pelo modelo de planejamento da operação de longo e médio prazo NEWAVE (Modelo de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos Interligados de Longo e Médio Prazo).

A versão atual do programa DECOMP é processada em ambiente Linux, utilizando processamento paralelo em ambiente de cluster ou na nuvem, o que leva a uma grande redução de tempo de processamento

Documentação

A documentação do modelo DECOMP consiste, além desse Manual na Web, dos seguintes documentos que constam da pasta “documentos” do pacote de instalação do modelo:

  • Manual de Metodologia do Modelo

  • Manual do Usuário do Modelo

  • Tutorial para execução do modelo (disponibilizado em versão Linux) em uma máquina virtual Linux em ambiente Windows

Esta documentação está acessível pelo endereço: https://www.cepel.br/produtos/documentacao-tecnica/.

Para mais informações sobre o modelo DESSEM, estamos disponíveis pelo endereço decompm@cepel.br .

Referências