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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Avaliação do desempenho de políticas em regime permanente para o planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de instância mínima  
Title Alternative: Performance evaluation of steady-state policies for power operation planning of hydrothermal systems of minimum instance  
Author: Silva, Thayze D'Martin Costa da, 1988-
Advisor: Soares Filho, Secundino, 1949-
Abstract: Resumo: O Planejamento da Operação Energética (POE) de sistemas hidrotérmicos é um problema de otimização dinâmico, estocástico e não linear que visa determinar a política operativa que minimiza o custo esperado de operação ao longo de um horizonte de planejamento. Embora na literatura existam muitas estratégias para o cálculo das políticas operativas propostas para o POE, poucos trabalhos comparam suas características e seus desempenhos. Esta tese revisita técnicas de programação dinâmica e de controle preditivo para obter políticas operativas para o POE tendo como objetivo comparar de forma acurada seus desempenhos. Para que as abordagens pudessem ser comparadas sem simplificações oriundas da complexidade computacional do problema para sistemas de múltiplos reservatórios, este trabalho estuda a instância mínima do sistema, constituído de uma usina hidrelétrica com reservatório e uma usina termelétrica de custo quadrático de geração. Além disso, as políticas foram calculadas em regime permanente para que condições de contorno não influenciassem os resultados. Os estudos de caso analisam também a solução da otimização com perfeita previsão das vazões, usando-a como referência para a comparação de desempenho das políticas. Este estudo contempla quatro diferentes usinas brasileiras e inclui a análise de sensibilidade em relação à demanda, destacando seu papel no modelo de otimização de cada usina. Os resultados mostraram que não existem grandes diferenças de desempenho entre as políticas consideradas. Embora pequenas, essas diferenças foram sempre a favor das políticas que exploram a correlação das vazões. Portanto, o modelo de controle preditivo com previsor autorregressivo pode ser uma alternativa promissora para sistemas com múltiplos reservatórios, na medida em que não requer simplificações na modelagem do problema, como agregações e linearizações

Abstract: The power operation planning (POE) of hydrothermal systems is a dynamic, stochastic and nonlinear optimization problem that aims to determine the operational policy that minimizes the expected cost of operation over a planning horizon. Although there are many strategies for calculating operational policies in the proposed literature for POE, few works compare their characteristics and their performances. This thesis revisits dynamic programming and predictive control techniques to obtain operational policies for POE aiming to accurately compare their performances. In order that the approaches could be compared without simplifications arising from the computational complexity of the problem for multiple reservoir systems, this paper studies the minimum instance of the system, consisting of one hydroelectric plant with reservoir and one thermoelectric plant with quadratic cost of generation. In addition, the policies were calculated in steady state so that boundary conditions did not influence the results. The case studies also analyze the optimal solution with perfect prediction of inflows, using it as a benchmark to compare policies performances. This study contemplates four different Brazilian plants and includes the sensitivity analysis in relation to demand, highlighting its role in the optimization model of each plant. Results showed that there are no big performance differences among considered policies. Although small, such differences have always been in favor of policies that explore the correlation of inflows. Therefore, the model predictive control with autoregressive predictor may be a promising alternative for systems with multiple reservoirs insofar as it does not require simplifications in problem modeling, such as aggregation and linearization
Subject: Energia elétrica - Produção - Planejamento
Otimização
Programação dinâmica
Controle preditivo
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SILVA, Thayze D'Martin Costa da. Avaliação do desempenho de políticas em regime permanente para o planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de instância mínima  . 2019. 1 recurso online (124 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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