O Planejamento e a Programa¸c˜ ao Energ´ etica

O Planejamento da Opera¸c˜ao Energ´etica ´e regido pelo M´odulo 7 dos Procedi-mentos de Rede do ONS (ONS, 2009b), com destaque para o Planejamento Anual e a Programa¸c˜ao Mensal presentes nos Subm´odulos 7.2 e 7.3 (ONS, 2009d) e (ONS, 2009e) respectivamente. Nestes Subm´odulos est˜ao presentes os objetivos, os produtos, as respon-sabilidades do ONS e agentes, descri¸c˜ao das etapas do processo, horizonte, periodicidade e prazos. ´E atrav´es das etapas de Planejamento Anual e Programa¸c˜ao Mensal que se efe-tivam as subdivis˜oes de m´edio e curto prazo do planejamento da opera¸c˜ao apresentadas na Figura8.

O Planejamento Anual da Opera¸c˜ao Energ´etica do Sistema Interligado Nacional (ONS, 2009d) tem como objetivo estabelecer estrat´egias de m´edio prazo para a opera¸c˜ao, atrav´es da an´alise das condi¸c˜oes de atendimento ao mercado de energia e demanda no horizonte coberto por estes estudos. Ele fornece resultados e estrat´egias para um cen´ario esperado e recomenda¸c˜oes baseadas na an´alise dos rebatimentos de cen´arios alternativos, provendo subs´ıdios aos agentes Setoriais para que estes adotem as providˆencias perti-nentes `as suas responsabilidades. O processo abrange um horizonte de an´alise de cinco anos com detalhamento em base mensal. Sua periodicidade ´e anual, com atualiza¸c˜oes quadrimestrais.

A Programa¸c˜ao Mensal da Opera¸c˜ao (ONS, 2009e) ´e o ambiente onde se executa a rodada oficial dos modelos NEWAVE e DECOMP. O Programa Mensal da Opera¸c˜ao Energ´etica do Sistema Interligado Nacional – PMO, tem como objetivo principal estabele-cer as diretrizes energ´eticas de curto prazo da opera¸c˜ao coordenada do Sistema Interligado Nacional - SIN, assegurando a otimiza¸c˜ao dos recursos de gera¸c˜ao dispon´ıveis. O PMO

´e elaborado pelo ONS com a participa¸c˜ao dos agentes, sendo os estudos realizados em base mensal, discretizados em etapas semanais e por patamar de carga, e revisto se-manalmente, provendo metas e diretrizes a serem seguidas pelos ´org˜aos executivos da

Programa¸c˜ao Di´aria da Opera¸c˜ao e da Opera¸c˜ao em Tempo Real. As semanas compreen-didas no estudo – semanas operativas, s˜ao definidas como o per´ıodo que se inicia `as 0:00h do s´abado e termina `as 24:00h da sexta-feira subsequente, contendo todos os dias do mˆes a que se refere o estudo, podendo conter dias dos meses adjacentes.

Os produtos deste processo s˜ao:

Programa Mensal da Opera¸c˜ao Energ´etica – PMO e suas revis˜oes; Metas e Di-retrizes Eletroenerg´eticas Semanais; Base de Dados do PMO e de suas revis˜oes sema-nais; Informativo sobre os Custos Vari´aveis Unit´arios - CVUs e os Despachos decorrentes de Inflexibilidades e Restri¸c˜oes El´etricas das Usinas T´ermicas; An´alise Prospectiva das Condi¸c˜oes Operativas dos Subsistemas Componentes do SIN; Despacho de gera¸c˜ao indi-vidualizado, por patamar de carga e seu valor m´edio semanal, das usinas hidroel´etricas com programa¸c˜ao e despacho centralizados; Despacho de gera¸c˜ao por patamar de carga e seu valor m´edio semanal da usina de Itaipu, para suprimento ao SIN, discretizada nos setores de 50Hz e 60Hz; Despacho de gera¸c˜ao individualizado por patamar de carga e seu valor m´edio semanal das usinas termoel´etricas com programa¸c˜ao e despacho centralizados;

Despacho de gera¸c˜ao individualizado por patamar de carga e seu valor m´edio semanal das usinas termoel´etricas com programa¸c˜ao centralizada e despacho n˜ao centralizado que te-nham CVU declarado; Despacho de gera¸c˜ao, por patamar de carga e m´edia semanal, das usinas hidroel´etricas com programa¸c˜ao centralizada e despacho n˜ao centralizado das usinas hidroel´etricas com programa¸c˜ao e despacho n˜ao centralizados, informado pelos agentes de gera¸c˜ao respons´aveis pela opera¸c˜ao; Despacho de gera¸c˜ao, por patamar de carga e m´edia semanal, das usinas termoel´etricas, com programa¸c˜ao centralizada e despacho n˜ao centra-lizado que n˜ao tenham CVU declarado e das usinas termoel´etricas com programa¸c˜ao e des-pacho n˜ao centralizados, informado pelos agentes de gera¸c˜ao respons´aveis pela opera¸c˜ao;

Estimativas do despacho de gera¸c˜ao, por patamar de carga e m´edia semanal, das usinas com programa¸c˜ao centralizada e despacho n˜ao centralizado, e das usinas com programa¸c˜ao e despacho n˜ao centralizados, que n˜ao sejam hidroel´etricas ou termoel´etricas, informadas pelos agentes de gera¸c˜ao respons´aveis pela opera¸c˜ao; Disponibilidade de gera¸c˜ao m´edia semanal das usinas hidroel´etricas; N´ıveis meta de armazenamento dos reservat´orios, ao final de cada semana operativa; energia m´edia vertida turbin´avel e n˜ao turbin´avel, por patamar de carga e seus valores m´edios semanais; Balan¸co operativo de carga de de-manda instantˆanea por subsistema, em base semanal; Condi¸c˜oes de atendimento `a carga de demanda do SIN; Cronogramas de manuten¸c˜ao de unidades geradoras hidroel´etricas e termoel´etricas; Custos marginais de opera¸c˜ao, em base semanal, por subsistema e por patamar de carga; Balan¸cos de energia por subsistemas, em base semanal; Intercˆambios

de energia entre os subsistemas, por patamar de carga e m´edia semanal e Intercˆambios internacionais por patamar de carga e m´edia semanal.

A Programa¸c˜ao Di´aria da Opera¸c˜ao Energ´etica ´e regida pelo M´odulo 8 dos Proce-dimentos de Rede do ONS (ONS, 2009c). Ela tem como objetivo estabelecer os programas di´arios de gera¸c˜ao hidr´aulica e t´ermica, os intercˆambios de energia e demanda entre Agen-tes, Subsistemas e nas Interliga¸c˜oes Internacionais, considerando as previs˜oes de carga integralizada em intervalos de 30 minutos, as condi¸c˜oes hidroenerg´eticas do sistema, as previs˜oes de afluˆencias e hidrometeorol´ogicas, as restri¸c˜oes para controle de cheias, os requisitos de uso m´ultiplo da ´agua, respeitando os cronogramas de manuten¸c˜ao e as res-tri¸c˜oes operativas das unidades geradoras, bem como as diretrizes para a opera¸c˜ao el´etrica do SIN, compreendidas a´ı as restri¸c˜oes operativas do sistema de transmiss˜ao.

As metas e diretrizes energ´eticas para a Programa¸c˜ao Di´aria da Opera¸c˜ao s˜ao pro-venientes dos Programas Mensais de Opera¸c˜ao - PMO, de forma a assegurar a otimiza¸c˜ao dos recursos de gera¸c˜ao dispon´ıveis em cada subsistema. Os produtos deste processo s˜ao encaminhados ao (CNOS), aos Centros de Opera¸c˜ao do ONS e aos Agentes.

Destaca-se que os programas de gera¸c˜ao hidr´aulica e t´ermica, ser˜ao os pontos base para os Centros de Controle durante a Opera¸c˜ao em Tempo Real. De forma semelhante, as diretrizes eletroenerg´eticas definir˜ao os procedimentos a serem seguidos pelos ´org˜aos executivos da Opera¸c˜ao em Tempo Real, caso as condi¸c˜oes operativas do SIN se verifiquem de forma diferente daquelas programadas.

O Subm´odulo 8.1 dos Procedimentos de Rede do ONS (ONS, 2009a) apresenta um extenso fluxograma a respeito da Programa¸c˜ao Di´aria. Este fluxograma mostra as eta-pas do processo em que o agente deve apresentar ao ONS suas propostas de Programas de Gera¸c˜ao e Intercˆambio. Estas devem ser elaboradas de forma a atender as diretrizes energ´eticas estabelecidas pelo ONS e, tamb´em, precisam atender aos interesses do agente propriet´ario do ativo de gera¸c˜ao que al´em de zelar pela opera¸c˜ao adequada de seus equi-pamentos possui responsabilidade civil e social sobre a referida opera¸c˜ao, uma vez que baixos n´ıveis em seus reservat´orios comprometem os usos m´ultiplos da ´agua e grandes cheias podem ocasionar alagamentos em ´areas a jusante oferecendo riscos a popula¸c˜ao.

Neste momento, ´e fundamental que cada agente de gera¸c˜ao conte com suas pr´oprias ferramentas com o objetivo de subsidiar a negocia¸c˜ao com o ONS e, com isto, de-senvolver um Programa de Gera¸c˜ao que atenda tanto as necessidades do sistema, quanto as necessidades dos agentes de gera¸c˜ao.

Este cap´ıtulo apresentou o SEB com o seu arcabou¸co tecnol´ogico, comercial, regulat´orio e institucional que norteia todas as a¸c˜oes relativas ao setor, sejam elas tomadas em qualquer uma da institui¸c˜oes apresentadas e que contextualiza o desenvolvimento do presente trabalho. O pr´oximo cap´ıtulo apresentar´a uma revis˜ao bibliogr´afica sobre o assunto, elencando as ferramentas desenvolvidas e trabalhos recentes no mesmo contexto.

3 Revis˜ ao Bibliogr´ afica

Este cap´ıtulo apresenta as principais t´ecnicas utilizadas para a otimiza¸c˜ao da opera¸c˜ao energ´etica sob v´arios horizontes, detalha o principal m´etodo escolhido para re-solver o principal problema definido na presente disserta¸c˜ao e cita trabalhos recentes no mesmo contexto.

3.1 Elementos de Pesquisa Operacional

Muitas representa¸c˜oes matem´aticas foram desenvolvidas ao longo do tempo com a finalidade de otimizar a opera¸c˜ao eletroenerg´etica e v´arias classifica¸c˜oes para este grande n´umero de abordagens est˜ao dispon´ıveis na literatura como, por exemplo, modelagens tradicionais e heur´ısticas, mono-objetivo e multi-objetivo ou malha aberta (open loop) e malha fechada (closed loop).

As modelagens tradicionais s˜ao aquelas desenvolvidas sob a vis˜ao da pesquisa ope-racional cl´assica e adaptadas para a solu¸c˜ao do problema de opera¸c˜ao eletroenerg´etica.

Entre estas modelagens se destacam a Programa¸c˜ao Linear (PL), a Programa¸c˜ao N˜ao Linear (PNL), Programa¸c˜ao Dinˆamica (PD) e Otimiza¸c˜ao de Fluxo de Rede. J´a as pro-grama¸c˜oes heur´ısticas foram desenvolvidas como uma alternativa `as abordagens cl´assicas oferecendo como vantagens a robustez e um menor custo computacional. Por serem mais recentes, ainda n˜ao se encontram muitas aplica¸c˜oes destes m´etodos ao problema de oti-miza¸c˜ao da opera¸c˜ao de sistemas eletroenerg´eticos. Entre os m´etodos heur´ısticos podemos citar as Redes Neurais, L´ogica Fuzzy, Swarm Intelligence (enxame de part´ıculas) e os Al-goritmos Gen´eticos.