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Uma abordagem baseada em sistemas de inferência Fuzzy Takagi-Sugeno aplicada ao planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de geração

Rabêlo, Ricardo de Andrade Lira; Carneiro, Adriano Alber de França Mendes; Fernandes, Ricardo Augusto Souza; Braga, Rosana Teresinha Vaccare
2011-02-01

Resumo em português O planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de geração, em sistemas com grande participação hidráulica, como é o caso do sistema brasileiro, visa determinar uma política de operação que especifique como as usinas hidroelétricas devem ser operadas, de forma que os recursos hidroelétricos sejam utilizados com economia e confiabilidade. Este trabalho apresenta uma aplicação de sistemas de inferência fuzzy do tipo Takagi-Sugeno, responsável por obte (mais) r uma política de operação (PBSIF - Política Baseada em Sistema de Inferência Fuzzy) que represente a operação otimizada de reservatórios para geração de energia elétrica, bem como da análise desta política e sua aplicação na simulação da operação de sistemas hidroelétricos. A política proposta é obtida pela otimização da operação energética das usinas hidroelétricas. Desta otimização extraem-se as relações entre a energia armazenada do sistema e o volume do reservatório de cada usina. Estas relações estão representadas nos parâmetros dos consequentes das regras linguísticas fuzzy do modelo de inferência de Takagi-Sugeno. De forma a ilustrar a eficácia da PBSIF, ela foi avaliada por meio da comparação do seu desempenho com a política de operação em paralelo; com a política de operação baseada em aproximações funcionais, que utiliza funções polinomiais e exponenciais, obtidas através do método dos mínimos quadrados; e também com o resultado obtido através da operação otimizada a usinas individualizadas. Com a metodologia proposta, procura-se demonstrar a viabilidade da obtenção e aplicação da PBSIF, e com os resultados obtidos, pretende-se ilustrar a eficácia e os ganhos energéticos advindos. Resumo em inglês The operation planning of generation hydrothermal systems, in systems with wide hydraulic participation, such as the Brazilian system, aims to determine an energy operating policy that specifies how the hydroelectric power plants must be operated so that the hydroelectric resources available are used with economy and reliability. This paper presents an application of Takagi-Sugeno fuzzy inference systems to determine an energy operation policy (Fuzzy Inference System-Base (mais) d Policy - FISBP) that represents the optimal operation of reservoir for electric generation, and also an analysis of the policy obtained and its application at operational simulation of hydrolectric systems. The policy is obtained through the energy operation optimization of hydroelectric plants. From this optimization it extracts the relationships between the stored energy of the system and the reservoir volume of each plant. These relationships are represented in the parameters of the consequents of the fuzzy rules of the Takagi-Sugeno inference model in order to reflect the optimal operating behavior of the hydroelectric power plants. To illustrate the effectiveness of FISBP, it was evaluated through comparations with papallel policy; with operation policy based at functional aproximations that uses polynomials and exponential functions; and with the result obtained using the optimal operation of individualistic hydro plants. Through methodology proposed, it is intended to demonstrate the viability of the obtainment and the application of FISBP, and with results obtained, it is also intended to show the effectiveness and energetic gains reached.

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Aplicação de algoritmos genéticos na determinação da operação ótima de sistemas hidrotérmicos de potência

Leite, Patricia Teixeira; Carneiro, Adriano A. F. M.; Carvalho, André C. P. L. F.
2006-03-01

Resumo em português Este artigo investiga a aplicação de Algoritmos Genéticos na Otimização da Operação de Sistemas Hidrotérmicos de Potência, com objetivo de analisar a aplicabilidade dessa técnica em grandes sistemas. Este é um problema complexo, de grande porte, composto por várias usinas interligadas e pertencentes a diferentes cascatas. Os autores acreditam que, devido à sua simplicidade, paralelismo e generalidade, os Algoritmos Genéticos apresentam um grande potencial pa (mais) ra a resolução do problema apontado. Os testes foram aplicados em dois conjuntos com usinas pertencentes ao Sistema Sudeste Brasileiro. O primeiro considera 19 usinas a reservatório, e o segundo é composto por 35 usinas, sendo 19 a reservatório e as restantes a fio d'água. Resumo em inglês This paper investigates the application of Genetic Algorithms in the Optimization of the Operation Planning of Hydrothermal Power Systems. The aim of this work to analyze the application of this technique in a complex problem of high dimension, composed by several plants, belonging to different cascades. The authors believe that, due to their simplicity, parallelism and generality, the Genetic Algorithms present a great potential for the resolution of the pointed problem. (mais) The tests were applied in two groups with plants belonging to the Brazilian Southeast System. The first considers only reservoir hydroelectric, in the total of 19 plants, and the second uses reservoir hydroelectric the and run-of-river capacity hydroelectric plants, composed by 35 plants.

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Aplicabilidade da programação matemática multiobjetivo no planejamento da expansão de longo prazo da geração no Brasil

Albuquerque, Leonardo Lins de; Almeida, Adiel Teixeira de; Cavalcante, Cristiano Alexandre Virgínio
2009-04-01

Resumo em português O trabalho evidencia a aplicabilidade da Programação Linear Multiobjetivo no planejamento da expansão de longo prazo da geração do sistema elétrico brasileiro. Para melhor viabilizar a utilização da programação linear multiobjetivo no contexto em sistemas fortemente hidrelétricos, como o do Brasil, é explorada uma abordagem gráfica e proposto um procedimento. Por meio deste, permite-se encontrar a composição ótima de um sistema hidrotérmico para atender m (mais) ontantes projetados de energia elétrica no futuro, a qual se beneficie, também, das hidrologias favoráveis e de maior probabilidade de ocorrência, adotando-se, todavia, proteção contra períodos de vazões reduzidas com o uso de usinas térmicas de segurança flexíveis e de forma econômica. Como resultado deste trabalho, conclui-se que a metodologia de programação linear multiobjetivo tem amplo campo de utilização no contexto do novo modelo institucional do setor elétrico brasileiro, no qual o planejamento da expansão, coordenado pelo Governo Federal, será, naturalmente, foco de naturais e até conflitantes pressões e de objetivos a se considerar. Resumo em inglês The paper shows the application of Multiobjective Linear Programming with regard to the long-term planning of expanding the generation of electricity in Brazil. In order to apply linear multiobjective programming better in the context of powerful hydroelectric systems as has been occurring in Brazil, an approach is explored and a procedure considered which will allow the optimal composition of hydro-thermal systems to be found for supplying the electric energy requirement (mais) s projected, for the future, which will benefit favorable flows and the greater probability of this occurring. However, at the same time there is a need to adopt protective measures against a period of reduced out-flow due to the use of thermo-electricity stations, for security and economic reasons. The results of this paper lead to the conclusion that the methodology of linear multiobjective programming has a wide field of application in the context of the new institutional model for the Brazilian electricity sector, in which the planning of expansion to be projected by the federal government, will, of course, be the focus of natural conflicting pressures from different agents and have multiple objectives to consider.

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