ETAPAS DO PROCESSO PARA APRESENTAÇÃO DO MODELO COOPERMAX

De acordo com FRANCATO (2014), o modelo CooperMax é uma planilha eletrônica que contempla a maioria das informações pertinentes ao planejamento de sistemas de usinas hidroelétricas, somando detalhes específicos para a aplicação da Teoria dos Jogos ao problema. Além de aproveitar todos os recursos presentes em uma planilha eletrônica o modelo CooperMax é munido de recursos VBA - Visual Basic for Applications, capaz de montar arquivos com extensão específica de entrada em outros programas, neste caso o programa de otimização GAMS - General Algebraic Modeling System. Na Figura 4.1.1, apresenta-se uma visão geral do painel de controle da planilha inteligente denominada CooperMax.

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Através de um Painel de Controle, o usuário efetua todas as manipulações de dados, como também os resultados de saída via gráfico ou tabelas.

Também no modelo CooperMax, estão contempladas e disponíveis informações de restrições hidráulicas relativas ao controle de cheias, os níveis e volumes característicos de um reservatório e limites operacionais de geração.

De forma amigável, o Painel de Controle disponibiliza diversos cenários que permite configurar diversas situações de contorno para o processamento do modelo, conforme mostra a Figura 4.1.2.

Outra flexibilidade é que o Painel de Controle permite que as usinas hidrelétricas podem ser ativadas ou desativadas no sistema, porém, mesmo estando ativadas na topologia do sistema, não são contabilizadas na função objetivo no módulo de otimização.

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Figura 4.1.1 Painéis de controle do modelo CooperMax.

Ger. Méd. DPS Coef. Var.

1177.5 204.1 0.173 2903.5 169.4 0.058 1012.8 45.5 0.045 5093.8 81.0 0.016 Mês inicial para processamento:

% hm3 % hm3 Horizonte planejamento (meses): CAMARGOS 80.0% 658 80.0% 658 Cenário de afluências naturais:

ITUTINGA Usinas selecionadas:

FUNIL GRANDE Efeito remanso no canal de fuga:

FURNAS 80.0% 19507 80.0% 19507 Usina a ser visualizada:

M. DE MORAES 80.0% 3540 80.0% 3540 Ajuste da demanda meta: 0.80

ESTREITO Atendimento mínimo a demanda: 0.0%

JAGUARA IGARAPAVA VOLTA GRANDE P. COLOMBIA CACONDE 80.0% 454 80.0% 454 E. DA CUNHA A.S.OLIVEIRA MARIMBONDO 80.0% 5098 80.0% 5098 A. VERMELHA 80.0% 9991 80.0% 9991

Nome do arquivo GAMS: Modsolcoop

Diretório do modelo e da solução: C:\MESTRADO_CARLOS_SEVERINO Diretório com o arquivo executável: C:\Program Files (x86)\GAMS22.5

Solver de otimização: CONOPT3 Tipo de otimizaçao: Minimizing Técnica de otimização: NLP Empresa AES FURNAS CEMIG Total

Status do processo de otimização

Volume Inicial Volume Final Usinas Ativas

Parametrização dos arquivos

0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 A rm az e n am e n to (% ) Meses

CAMARGOS FURNAS M. DE MORAES

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 Va zã o ( m 3/s ) Meses

Vazão Turbinada Vazão Vertida

Vazão Incremental Vazão Máxima Turbinável Vazão Defluente a Montante

Processar Otimização 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 En e rg ia G e ra d a (M W -m) Meses

Geração na UHE Geração AES Geração Furnas Geração CEMIG Geração Total Demanda Meta

Cancelar Restrições Adicionais F L D O

Cooper

_max

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A Figura 4.1.2 abaixo mostra as usinas que podem ou não estarem ativas dentro de uma determinada condição de contorno, assim como os volumes iniciais e finais para qualquer horizonte. Define-se o volume inicial para uma dada usina, ao mesmo tempo define-se o volume final como condição de restrição de valor mínimo ao final do horizonte de planejamento.

Figura 4.1.2. Condições de contorno das UHEs.

A parametrização dos arquivos a serem manipulados pelo modelo CooperMax e GAMS, é apresentada na Figura 4.1.3. Nesta figura são indicados os nomes dos arquivos GAMS, de nome Modsolcoop, porém a diferenciação são as extensões do arquivo. Nesta figura encontram-se o ambiente onde o projeto é executado no modelo GAMS e indica também onde o computador em uso.

Figura 4.1.3. Parametrização dos arquivos do modelo.

Nome do arquivo GAMS: Modsolcoop

Diretório do modelo e da solução: C:\MESTRADO_CARLOS_SEVERINO Diretório com o arquivo executável: C:\Program Files (x86)\GAMS22.5

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Informações pertinentes à operação do modelo GAMS são apresentadas na Figura 4.1.4. A única informação que pode ser modificada pelo usuário é o “solver” de otimização, com possiblidade de poder vincular ao tipo de problema a ser resolvido, além de proporcionar condições de sucesso. Já no tocante a técnica de otimização, o próprio modelo faz a escolha de modo automático e decide entre NLP (Programação Não Linear) e DNLP (Programação Não Linear Descontínua).

Figura 4.1.4. Informações para o processo de otimização.

Na Figura 4.1.5 são apresentados dados estatísticos de geração média em MW médios, o valor do desvio padrão sazonalizado e o coeficiente de variação. Estas informações são utilizadas para aplicação da Teoria dos Jogos.

Figura 4.1.5. Resultados globais do processo de otimização por empresa.

Na etapa de processamento do modelo as seguintes informações são fornecidas para o modelo CooperMax, conforme Figura 4.1.6 :

a) Mês inicial do processamento do modelo;

b) Horizonte de planejamento em meses, sendo o valor mínimo 12 meses e o valor máximo 60 meses;

c) Cenários de vazões afluentes, pode ser usado qualquer cenário histórico desde 1931 ou cenários estatísticos como MLT, mediana, Percentil 5%, Percentil 10% e Percentil 25%;

d) Usinas selecionadas agrupadas por agentes ou todo o conjunto; e) Forma de cálculo do efeito do remanso no canal de fuga; f) Usina hidroelétrica escolhida para visualização gráfica;

Ger. Méd. DPS Coef. Var. 1135.1 199.3 0.176 2840.9 129.8 0.046 1006.0 39.6 0.039 4982.0 161.2 0.032 Empresa AES FURNAS CEMIG Total

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g) Fator de ajuste de demanda meta;

h) Condição de atendimento mínimo à demanda meta.

Figura 4.1.6. Condições específicas de processamento.

A seguir é apresentada a representação da Bacia do Rio Grande, Figura 4.1.7, a mesma empregada pelo ONS e utilizada no modelo CooperMax. Conforme mostra a legenda, é possível identificar agentes proprietários das usinas e os diferentes tipos de reservatórios, se de acumulação ou a fio d’água.

Mês inicial para processamento: Horizonte planejamento (meses): Cenário de afluências naturais: Usinas selecionadas:

Efeito remanso no canal de fuga: Usina a ser visualizada:

Ajuste da demanda meta: 1.00

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Figura 4.1.7. Topologia das UHEs no modelo CooperMax.

A Figura 4.1.8 mostra a trajetória da energia gerada por usina, o armazenamento por reservatório e as vazões turbinada, vertida, defluente, incremental e máxima turbinável. Também informações adicionais quanto a demanda meta, visualizar a geração dos agentes ao longo do horizonte ou o total gerado de uma dada usina pode ser observado no primeiro gráfico. O gráfico intermediário traz informações sobre armazenamentos nos reservatórios e o terceiro gráfico informações sobre vazões.

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Figura 4.1.8. Conjunto de visualização gráfica do modelo CooperMax.