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Título: Aplicação da técnica recozimento simulado (simulated annealing) para otimização de reservatórios de pequenas centrais hidrelétricas em cascata
Autor(es): Stelle, Charleston
Maia Filho, Gilberto Ribeiro
Santi, Guilherme de Carvalho
Orientador(es): Benedito, Raphael Augusto de Souza
Palavras-chave: Usinas hidrelétricas
Energia hidrelétrica
Usinas hidrelétricas - Aproveitamento energético
Hydroelectric power plants
Hydropower
Hydroelectric power plants - Power utilization
Data do documento: 12-Fev-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: STELLE, Charleston; MAIA FILHO, Gilberto Ribeiro; SANTI, Guilherme de Carvalho. Aplicação da técnica recozimento simulado (simulated annealing) para otimização de reservatórios de pequenas centrais hidrelétricas em cascata. 2015. 85 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
Resumo: A crescente demanda de energia elétrica no Brasil motivou a exploração de fontes alternat ivas no inicio dos anos 2000, viabilizando através de flexibilização de regras comerciais e sistêmicas o desenvolvimento de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs). Após quase duas décadas, novas regulamentações foram necessárias para regular o mercado de PCHs, dado a observância de baixa eficiência apresentada ao longo da operação destas usinas, produzindo impacto significativo no Mercado Brasileiro de Energia elétrica. Desta forma, este trabalho apresenta o histórico dos principais marcos regulatórios para este tipo de fonte de geração, além das regras atuais de mercado, onde é notável a necessidade de desenvolvimento de ferramentas que possibilitem a operação ótima e eficiente das PCHs, para evitar penalizações regulatórias. Este trabalho apresenta a aplicação de uma metaheurística denominada Recozimento Simulado (Simulated Annealing) utilizada para a otimização da geração de energia de duas pequenas centrais hidrelétricas em cascata, com objetivo de obter a regularização ótima diária, além de buscar o ponto ótimo de operação e aproveitando o potencial de cada reservatório para que a geração total da cascata seja máxima. A técnica de otimização é aplicada à uma função objetivo, que representa o modelo matemático de operação das usinas, observando as restrições técnicas operacionais individuais, em um horizonte de planejamento de curto prazo, ou seja, para cinco dias de operação. Os resultados obtidos pelo modelo computacional foram satisfatórios quando comparados com os dados de geração registrados nas pequenas centrais hidrelétricas.
Abstract: The Brazil`s growing demand for electricity led to the exploration of alternative sources in the early 2000s, making possible through flexible business rules and systemic development of Small Hydro Power Plants (SHPP). After nearly two decades, new regulations were needed to regulate the SHPP market, given the records of low efficiency displayed throughout the operation of these plants, increasing the impact on the Electricity Brazilian Market. Somehow, this work presents one overview of the main regulatory frameworks for this type of generation source, beyond current market rules, which is remarkable the need to develop tools that enable the optimal and efficient operation rules for operation this kind of power plants, to avoid regulatory penalties. This paper presents the application of a metaheuristic, called Simulated Annealing, used for dispatch optimization of power generation regarding two small hydropower plants in cascade, in order to achieve optimal daily regulation, and seek the optimal operating point and taking advantage the potential of each reservoir so it is expected that the total generation cascade were maximized. The optimization technique is applied to an objective function, which represents the mathematical model of daily dispatch for two small hydropower plants, observing the individual operating technical restrictions, its considering a short-term planning horizon, i.e, for five days of operation. The results of the computer model were satisfactory when compared with the data recorded in the generation of small hydropower plants.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3882
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