Otimização do despacho das unidades geradoras da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Rodrigues, Caio Henrique
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: despacho ótimo; geração hidrelétrica; hydroelectric generation; operação; operation; optimization; optimum dispatch; otimização
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-20102025-094838/

O despacho local das unidades geradoras da grande maioria das usinas hidrelétricas do sistema elétrico brasileiro não é performado de maneira otimizada, uma vez que a programação do despacho total da usina é realizado através de um acerto entre o agente de geração e o Operador Nacional do Sistema (ONS). Depois que esse acerto do despacho é concluído, é gerado então para a usina em questão o programa diário de produção que basicamente consiste em um documento que contém a quantidade de geradores que devem ser ligados e a potência total da usina a cada meia hora do dia seguinte. Como nesse documento não existe nenhum tipo de restrição referente a qual máquina deve ser acionada e quanto de potência cada uma irá gerar, faz sentido utilizar ferramentas de otimização para melhorar o aproveitamento da água disponível no reservatório da usina. Otimizar o aproveitamento da água torna-se necessário uma vez que as crises hídricas têm se tornado cada vez mais frequentes no Brasil. Neste trabalho a usina hidrelétrica de Ilha Solteira foi escolhida como objeto de estudo, pois trata-se de uma instalação extremamente importante para o Sistema Interligado Nacional (SIN). No modelo proposto foram consideradas todas as restrições operativas da usina e as características de cada uma das unidades geradoras para que o algoritmo de otimização pudesse fazer uma boa seleção das máquinas para cada faixa de potência determinada pelo ONS. Dentre essas restrições e características dos geradores que foram consideras nesse trabalho destacam-se as faixas de geração de cada máquina, as tabelas que relacionam queda bruta, potência gerada e vazão turbinada, a demanda horária do programa diário de produção, as potências máximas por queda, etc. Também foram consideradas outras restrições operativas, como as vazões mínima e máxima que são valores acertados entre o agente de geração, IBAMA, ONS e a Agência Nacional de Águas (ANA). É importante mencionar que a usina de Ilha Solteira possui quatro máquinas que podem operar tanto como gerador quanto como compensador síncrono e quando uma determinada unidade está programada para operar como compensador, esta deve ser desconsiderada na otimização, uma vez que um compensador não turbina água e nem gera potência ativa. Os resultados demonstram que a aplicação do modelo pode contribuir significativamente para a economia de água, sem comprometer os requisitos de geração definidos pelo ONS, além de proporcionar maior racionalidade ao processo decisório dos técnicos de produção. O modelo foi implementado em AMPL e validado com dados reais da usina, comprovando seu potencial uso operacional. Porém este trabalho também apontou que a aplicação desse modelo na prática ainda depende de uma melhoria em relação a frequência de paradas e partidas das unidades geradoras.