Fonte: https://mundoeducacao.uol.com.br/geografia/energia-hidreletrica.htm

Restrições hidráulicas de Vazão¶

Descrição Geral¶

As restrições de vazão correspondem, em um escopo mais amplo, a restrições hidraúlicas associadas defluências ou desvios de água realizados pelas usinas hidrelétricas, ou restrições de vazão afluente às usinas provenientes de usinas de montante. Tais restrições, fornecidas como dados de entrada para os modelos, em geral são motivadas por questões ambientais ou de usos múltiplos da água, como por exemplo para manter níveis mínimos nos rios para atividades de recreação ou permitir a navgebabilidade nos cursos d’água.

Atualmente, já estão implementadas no ambiente Libs, e sendo utilizadas pelo NEWAVE, as restrições de defluência máxima para as usinas hidrelétricas, que podem ser função do armazenamento, e são aplicadas por período, limitando superiormente a vazão média defluente no período.

Restrições de Defluência Máxima¶

Estas restrições limitam superiormente a defluência de uma usina hidrelétrica, em cada período (intervalo de discretização) do estudo. Esta restrição pode ser incluída através de inequações lineares por partes, definidas em função do volume inicial do estágio.

Dados de Entrada: Formato Libs¶

Para a consideração das restrições de vazão, são necessárias diversas informações sobre uma restrição de vazão do problema, como: fórmula, períodos em que essa restrição é válida e limites.

Cada uma das informações aceitas pelos modelos será explicada com mais detalhes a seguir.

Mnemônico (alias) para formulação¶

As variáveis atualmente implementadas e que podem participar da restrição de vazão para uma usina hidrelétrica são identificadas pelos seguintes alias:

“qtur”: vazão turbinada da usina hidrelétrica;
“qver”: vazão vertida da usina hidrelétrica.
“qdef”: vazão defluída da usina hidrelétrica.
“qdes”: vazão desviada da usina hidrelétrica.
“qbom”: vazão bombeada da usina hidrelétrica.

As variáveis estão expressas na unidade de m³/s.

Funcionalidade: RESTRICAO-VAZAO¶

newave_opcional

Para informar os dados de cadastro da restrição são necessários dois tipos de informação: a fórmula (expressão) da restrição e os períodos para os quais essa restrição deve ser aplicada.

Card: RHQ¶

A fórmula da restrição pode ser escrita utilizando o alias correspondente à vazão turbinada [qtur(usih)], energia vertida [qver(usih)], vazão defluída [qdef(usih)] e vazão desviada [qdes(usih)], para usina hidrelétrica do estudo, e vazão bombeada [qbom(estbomb)], para as estações de bombeamento do estudo, indicando, no interior do parêntesis, o código da usina (usih) e código da estação de bombeamento (estbomb) a qual a restrição se aplica.

Tabela 109 Card RHQ¶
Campos	Obrigatorio	Anulável	Descrição
RHQ	Sim	Não	Identificador referente ao card
Código da restrição de vazão	Sim	Não	Código da restrição de vazão
Fórmula da restrição de vazão	Sim	Não	Fórmula que define a restrição de vazão

Tabela 110 Campos para o card RHQ¶
Campos	Tipo	Unidade	Mínimo	Máximo	Padrão
Código da restrição de vazão	inteiro		1
Fórmula da restrição de vazão	texto

Listagem 72 Exemplo card RHQ¶

&**************************************************
& Descrição colunas:
&**************************************************
& ID: Identificador do card
& CodRvz : Código da restrição de vazão
& Formula : Fórmula que define a restrição de vazão
&***;*******;************************************************************************************************************************
&   ;CodRvz ;Formula
&-  ;       ;
&SSS;IIIIIII;SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
 RHQ;      1;1*qtur(1) + 2*qver(1)

Card: RHQ-HORIZ-PER¶

Neste registro deve-se informar o horizonte de tempo em que a restrição é válida, através do período inicial e final de aplicação da restrição. Na ausência da segunda informação, os modelos irão replicar a restrição até o final do horizonte de estudo respectivo.

Tabela 111 Card RHQ-HORIZ-PER¶
Campos	Obrigatorio	Anulável	Descrição
RHQ-HORIZ-PER	Sim	Não	Identificador referente ao card
Código da restrição de vazão	Sim	Não	Código da restrição de vazão
Código Período	Sim	Não	Período inicial de validade do dado
Código Período	Sim	Não	Período final de validade do dado

Tabela 112 Campos para o card RHQ-HORIZ-PER¶
Campos	Tipo	Mínimo
Código da restrição de vazão	inteiro	1
Código Período	inteiro	1
Código Período	inteiro	1

Listagem 73 Exemplo card RHQ-HORIZ-PER¶

&**************************************************
& Descrição colunas:
&**************************************************
& ID: Identificador do card
& CodRvz : Código da restrição de vazão
& PerIni : Período inicial de validade do dado
& PerFin : Período final de validade do dado
&*************;*******;*******;*******
&             ;CodRvz ;PerIni ;PerFin
&-            ;       ;       ;
&SSSSSSSSSSSSS;IIIIIII;IIIIIII;IIIIIII
 RHQ-HORIZ-PER;      1;      1;      1

Card: RHQ-LIM-FORM-PER-PAT¶

Neste registro deve-se informar os limites superiores e inferiores da restrição para cada período e patamar do estudo.

Tabela 113 Card RESTRICAO-VAZAO-LIMITES-FORMULA-PERIODO-PATAMAR¶
Campos	Obrigatorio	Anulável	Descrição
RESTRICAO-VAZAO-LIMITES-FORMULA-PERIODO-PATAMAR	Sim	Não	Identificador referente ao card
Código da restrição de vazão	Sim	Não	Código da restrição de vazão
Código Período	Sim	Não	Período inicial de validade do dado
Código Período	Sim	Não	Período final de validade do dado
Patamar	Sim	Não	Índice do patamar de carga no período
Limite Inferior	Não	Sim	Limite inferior da restrição vazão
Limite Superior	Não	Sim	Limite superior da restrição vazão

Tabela 114 Campos para o card RESTRICAO-VAZAO-LIMITES-FORMULA-PERIODO-PATAMAR¶
Campos	Tipo	Mínimo	Máximo	Padrão
Código da restrição de vazão	inteiro	1
Código Período	inteiro	1		NA
Código Período	inteiro	1		NA
Patamar	inteiro	1	5	NA
Limite Inferior	texto			-1.0e31
Limite Superior	texto			1.0e31

Listagem 74 Exemplo card RESTRICAO-VAZAO-LIMITES-FORMULA-PERIODO-PATAMAR¶

&**************************************************
& Descrição colunas:
&**************************************************
& ID: Identificador do card
& CodRvz : Código da restrição de vazão
& PerIni : Período inicial de validade do dado
& PerFin : Período final de validade do dado
& Pat : Índice do patamar de carga no período
& LimInf : Limite inferior da restrição vazão
& LimSup : Limite superior da restrição vazão
&********************;*******;*******;*******;******;*****************************;*****************************
&                    ;CodRvz ;PerIni ;PerFin ;Pat   ;LimInf                       ;LimSup
&-                   ;       ;       ;       ;      ;                             ;
&SSSSSSSSSSSSSSSSSSSS;IIIIIII;IIIIIII;IIIIIII;IIIIII;SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS;SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
 RHQ-LIM-FORM-PER-PAT;      1;      1;       ;     1; 112                         ;1.0e31
 RHQ-LIM-FORM-PER-PAT;      1;      1;       ;     2; 112                         ;1.0e31
 RHQ-LIM-FORM-PER-PAT;      1;      1;       ;     3; 112                         ;1.0e31

Funcionalidade: RESTRICAO-VAZAO-LIMITES-LPP¶

newave_opcional

Card: RHQ-LS-LPP-VOLI¶

A seguir, deve ser informada a expressão que define o limite superior para a restrição, que pode ser uma função linear por partes do volume armazenado no início do período a que a restrição se aplica. Como se utiliza a modelagem de programação linear para representar essas restrições no problema de otimização, para que estas tenham efeito a função linear por partes deve ser côncava, ou seja, as inclinações de suas retas devem ser decrescentes na medida em que se aumenta o volume inicial.

Estes limites são fornecidos através de um coeficiente linear e um coeficiente angular que multiplica o volume armazenado inicial da respectiva usina hidrelétrica. Ressalta-se que a usina hidrelétrica referente ao volume armazenado inicial deve ser a mesma referente às variáveis da restrição.

Tabela 115 Card RHQ-LS-LPP-VOLI¶
Campos	Obrigatorio	Anulável	Descrição
RHQ-LS-LPP-VOLI	Sim	Não	Identificador referente ao card
Código da restrição de vazão	Sim	Não	Código da restrição de vazão
Índice do segmento da curva linear por partes	Sim	Não	Índice do segmento da curva linear por partes da restrição de vazão
a1	Não	Não	Coeficiente angular do segmento de reta da restrição de vazão (a1) : y = a0 + a1 * x
a0	Não	Não	Coeficiente linear do segmento de reta da restrição de vazão (a0) : y = a0 + a1 * x

Tabela 116 Campos para o card RHQ-LS-LPP-VOLI¶
Campos	Tipo	Mínimo	Padrão
Código da restrição de vazão	inteiro	1
Índice do segmento da curva linear por partes	inteiro	1
a1	real		0
a0	real		0

Listagem 75 Exemplo card RHQ-LS-LPP-VOLI¶

&**************************************************
& Descrição colunas:
&**************************************************
& ID: Identificador do card
& CodRvz : Código da restrição de vazão
& IsegVaz : Índice do segmento da curva linear por partes da restrição de vazão
& a1 : Coeficiente angular do segmento de reta da restrição de vazão (a1) : y = a0 + a1 * x
& a0 : Coeficiente linear do segmento de reta da restrição de vazão (a0) : y = a0 + a1 * x
&***************;********;*******;***************;***************
&               ;CorREner;IsegVaz;a1             ;a0
&-              ;        ;       ;               ;
&SSSSSSSSSSSSSSS;IIIIIIII;IIIIIII;FFFFFFFFFFFFFFF;FFFFFFFFFFFFFFF
 RHQ-LS-LPP-VOLI;      1;       1;            0.1;           10.0