OPERAÇÃO DO MODELO CooperMax

A operação do modelo CooperMax é muito simples. O software desenvolvido é amigável e, por estar em formato de planilha de fácil visualização, facilita a manipulação dos dados, como também a análise dos resultados. Na sequência serão apresentadas figuras que mostram as janelas para procedimentos da operação do modelo.

Na Figura 4.2.1, são apresentados botões de processamento. O botão “Cancelar Restrições

Adicionais” sempre é utilizado para novos estudos com o modelo, que também tem recursos para

anular todas as restrições adicionais que levam a condições específicas de operação. O botão “Processar Otimização” tem a função de executar todo o processo do modelo CooperMax.

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Figura 4.2.1 – Logotipo do modelo e botões de operação.

A figura 4.2.2 indica que a leitura de parâmetros e dados foram realizados com sucesso. Esta mensagem vem de forma automática, assim que é efetuada a leitura de todos os dados necessários para processamento do modelo e preparação do arquivo de entrada no modelo GAMS.

Figura 4.2.2 – Mensagem intermediária de leitura de dados.

A figura 4.2.3 indica quando o modelo GAMS foi montado com sucesso. Esta etapa sugere que todas as informações necessárias para a montagem do GAMS foram atendidas, e por conseguinte constrói-se um arquivo com extensão GMS, que possibilita a execução do modelo GAMS.

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Figura 4.2.3 – Mensagem intermediária referente à montagem do arquivo GAMS.

Ainda na Figura 4.2.3, após clicar no botão OK, é efetuado de modo automático o carregamento do modelo de otimização GAMS ao mesmo tempo com o arquivo de dados de extensão GMS.

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Na Figura 4.2.4, há um ícone com seta vermelha para a direita. Após clicá-lo inicia-se o processo do modo otimização e, automaticamente, dá-se o início do processamento do modelo GAMS em uma janela criada a direita. O processo é encerrado quando com a indicação da condição “Optimal Solution”, na Figura 4.2.5.

Figura 4.2.5. Tela Final de Processamento do Modelo GAMS

Para que o modelo CooperMax possa continuar o processamento, o próximo passo é fechar a janela do modelo GAMS. A partir daí, o processamento continua e indaga o usuário se ocorreu sucesso no processamento do modelo GAMS (Figura 4.2.6). Nesta etapa são apresentadas duas alternativas, onde o usuário pode cancelar o processamento do modelo em caso negativo e reiniciá-

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lo, ou em caso positivo, o modelo CooperMax apresenta a leitura do arquivo de resultados do processamento do modelo GAMS.

Figura 4.2.6 – Caixa de mensagens sobre verificação do modelo GAMS

Se sucedido o modelo CooperMax passa a efetuar o carregamento na planilha dos resultados do módulo de otimização GAMS e ao final apresenta uma caixa de mensagem indicando sucesso nesta operação (Figura 4.2.7).

Figura 4.2.7 – Informação de carregamento dos resultados do modelo GAMS

Nesta etapa o modelo CooperMax pesquisa ocorrências de afogamento do canal de fuga devido ao nível de montante do reservatório imediatamente a jusante. O número de possibilidade de ocorrências é igual ao número de meses do horizonte de planejamento multiplicado pelo número de usinas hidroelétricas. De acordo com FRANCATO (2013), um dos motivos para pesquisa dessas

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ocorrências é que após levantamento de históricos operacionais da UHE de Ilha Solteira, contatou- se como relevante o número de afogamentos que ocorrem na UHE Água Vermelha, decorrente da influência do nível de montante do reservatório da UHE Ilha Solteira no canal de fuga das águas da UHE Água Vermelha. Este fato foi determinante para consideração no estudo aplicado a usina de Água Vermelha.

Ainda conforme FRANCATO (2013), o cálculo da queda bruta pode ser feita de três formas: na primeira despreza-se o efeito do reservatório a jusante, na segunda faz-se um procedimento de cálculo com condição de verificação automática no módulo de otimização e neste caso utiliza-se uma técnica de programação não linear descontínua (DNLP) e no terceiro caso utiliza-se um cálculo iterativo da queda líquida, onde num primeiro momento todas as usinas são consideradas sem ocorrência de afogamento e em iteração na sequência os cálculos das quedas são atualizados em função da ocorrência de afogamentos (Figura 4.2.8).

Figura 4.2.8 – Informações sobre afogamento de canal de fuga

No modelo de otimização pode-se estipular uma demanda meta, por se tratar de uma minimização de um desvio quadrático médio. O objetivo é obter um ganho de geração ao longo do horizonte de planejamento. A política para atender a maior geração consegue-se com demandas metas pouco acima do perfil de geração, porém busca-se minimizar vertimentos.

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Figura 4.2.9 – Indicação de diminuição de demanda meta

Figura 4.2.10 – Indicação de aumento de demanda meta

Desenvolvido dentro de uma plataforma que permite ao usuário testar diversas condições específicas de operação, o modelo CooperMax dispõe de funcionalidades que o torna uma ferramenta de potenciais recursos para avaliação dos resultados e solução de problemas apontados.

Conforme mostra a Figura 4.2.11, na tela de fixação de vazões no modelo CooperMax há informações referentes às vazões turbinadas em cada usina hidroelétrica, em cada intervalo do horizonte de planejamento. Também o decisor tem a prerrogativa, para cada valor de vazão, de fixar um dado valor de vazão, valor esse inserido na caixa de seleção. Após essa decisão, o modelo GAMS é montado com a adição de restrição de igualdade.

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Liberar todas as vazões para otimização - Vazões Turbinadas m3/s

Figura 4.2.11 – Tela de fixação de vazões no modelo CooperMax

A Figura 4.2.12 mostra outra variável possível de ser fixada, o volume armazenado, semelhante ao procedimento para vazões turbinadas. Deve ser observado as disposições de intervalo de tempo. Por exemplo para a vazão, o intervalo de tempo se inicia em “i1” e cada valor refere-se a um valor médio para o intervalo, porém nos volumes o tempo se inicia em “i0”, pois os valores de volumes são definidos em início e final de cada intervalo.

Finalmente o mesmo procedimento para valores de energia gerada pode ser fixado, conforme mostra a Figura 4.2.13.

Algumas considerações devem ser observadas nas três funcionalidades apresentadas com relação à fixação de valores, pois devem ser respeitados os valores característicos da usina, no caso específico, de volumes, vazão turbinada e geração máximos, para não criar infactibilidades.

Usina i1 i2 i3 i4 i5 i6 CAMARGOS 80.6 73.5 93.5 108.5 149.5 200.5 ITUTINGA 80.6 73.4 93.5 108.5 149.5 200.5 FUNIL GRANDE 231.0 197.3 194.6 185.6 243.2 359.6 FURNAS 1220.8 1016.4 1026.4 1091.4 1004.2 989.6 M. DE MORAES 1160.0 1098.7 1098.2 1141.5 1072.1 1055.5 ESTREITO 1190.0 1117.4 1115.0 1153.5 1087.1 1069.2 JAGUARA 958.5 957.1 957.1 957.1 957.1 957.1 IGARAPAVA 1238.7 1147.9 1141.7 1170.5 1110.9 1089.3 VOLTA GRANDE 1313.4 1196.3 1178.9 1197.4 1148.2 1127.7 P. COLOMBIA 1489.2 1313.8 1267.5 1261.7 1238.4 1229.8 CACONDE 31.0 38.9 52.4 69.7 85.0 85.0 E. DA CUNHA 57.4 62.7 72.0 88.8 119.8 118.8 A.S.OLIVEIRA 58.3 63.5 72.8 89.6 120.7 119.7 MARIMBONDO 1555.1 1700.6 1654.5 1668.5 1796.4 1781.3 A. VERMELHA 1445.6 1934.2 1852.1 1829.7 2076.5 2024.5

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Figura 4.2.12 – Tela de fixação de volumes no modelo CooperMax

Liberar todas as gerações para otimização- Energia gerada (GWh)

Usina i1 i2 i3 i4 i5 i6 CAMARGOS 17.4 16.5 21.1 23.9 30.4 35.3 ITUTINGA 20.4 18.7 23.6 27.3 37.3 49.5 FUNIL GRANDE 79.9 68.2 67.3 64.2 84.1 124.3 FURNAS 963.0 795.4 795.3 834.2 759.5 744.7 M. DE MORAES 408.9 396.8 396.6 412.3 387.2 381.3 ESTREITO 662.4 622.0 620.7 642.1 605.1 595.2 JAGUARA 392.0 392.0 392.0 392.0 392.0 392.0 IGARAPAVA 186.6 173.4 172.5 176.7 168.0 164.9 VOLTA GRANDE 325.5 296.5 292.2 296.8 284.6 279.5 P. COLOMBIA 265.9 234.9 226.6 225.6 221.5 219.9 CACONDE 26.2 32.9 43.5 55.6 64.5 62.1 E. DA CUNHA 41.9 45.7 52.3 64.1 85.6 84.9 A.S.OLIVEIRA 12.7 13.8 15.7 19.2 25.6 25.4 MARIMBONDO 807.3 898.3 874.8 882.0 946.9 939.3 A. VERMELHA 690.1 940.6 906.4 895.6 1014.7 989.6

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