Inserção de Variáveis Ambientais no Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos

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1 Inserção de Varáves Ambenas no Planejameno da Operação de Ssemas Hdroérmcos VALLE, Ana Cláuda Marques, Escola de Engenhara Elérca e de Compuação, UFG, douoranda em Cencas Ambenas, PRPPG, UFG AGUIAR, Mara do Amparo Albuquerque, Faculdade de Cêncas Humanas e Flosofa, UFG, Douorado em Cenca Ambenas, UFG, orenadora Resumo: Proposa para o nserção de varáves ambenas no planejameno da operação de ssemas hdroérmcos. O objevo é deermnar uma nova resrção a parr da relação de clorofla-a, nrogêno, fósforo com o volume úl do reservaóro. Palavra Chave:, Planejameno da Operação de Ssemas Elércos, Ssema Hdroelérco, Clorofla-a, Varáves ambenas. I. INTRODUÇÃO No ssema braslero a produção da hdroelercdade é complemenada com a geração ermoelérca. A palavra de ordem aual é maxmzar a produção de energa paralelamene à redução de danos ambenas. O objevo passa a ser a manuenção das planas exsenes, maxmzando a sua produvdade e mnmzando os danos ambenas. São ações conflanes que compõem as resrções dos esudos de planejameno da operação de qualquer empresa fornecedora de energa. Devdo às caraceríscas parculares do parque gerador braslero é uma arefa complexa o planejameno da operação. O objevo prncpal pode ser resumdo como a deermnação de uma esraéga que mnmze o cuso da operação das undades do ssema durane o horzone de planejameno. A esraéga deve garanr a confabldade do ssema, e aendmeno à demanda de forma a mnmzar os cusos da complemenação ermoelérca. Abrange a omzação pluranual dos reservaóros aé o despacho horáro das usnas, levando em cona as resrções operavas e resrções ambenas. O ssema braslero é composo de grandes bacas nerlgadas e com reservaóros de capacdade de regularzação pluranual, exse uma dependênca enre decsões omadas ao longo do horzone de planejameno. A energa hdráulca dsponível é lmada, uma decsão omada no presene deve garanr menor complemenação ermoelérca no presene e assegurar o não compromemeno da geração fuura. O ssema é dnâmco e aemporal, o presene e função do passado e afea o fuuro.

2 Fgura 1- Processo de omada de decsão em ssemas hdroérmcos. Fgura 2 Varáves represenadas na modelagem de uma cascaa III. METODOLOGIA DO DESPACHO HIDROTÉRMICO A- Regras de operação A energa armazenada e (x 0 ) em cada usna requer conhecmeno dos relaconamenos enre os armazenamenos das usnas a jusane x j,j Є J, e o nível de armazenameno do reservaóro da usna, x, durane o processo de depleconameno. Porano, a esmação da energa armazenada no ssema requer a adoção de uma regra de operação de reservaóros para esabelecer o comporameno dos reservaóros durane o processo de depleconameno. Um meo comum de represenar uma regra de operação de reservaóros é assocar o armazenameno de cada reservaóro com um parâmero únco λ, varando de zero a um, al que, para λ = 1 os reservaóros esão em seu armazenameno ncal e para λ = 0 os reservaóros esão vazos. Seja f (λ) qualquer função real dferencável com domíno e magem denro do nervalo [0,1], al que: 1 se λ = 1 f ( λ) = (1) 0 se λ = 0

3 A regra de operação do reservaóro pode ser esabelecda como: 0 ( λ) x f ( λ) x =. (2) Fgura 3 - Regras de operação Noe que a forma das funções f (λ) rá esabelecer o comporameno relavo dos reservaóros durane o processo de depleconameno. B- Balanço Hdráulco O balanço hdráulco verfca a possbldade de aendmeno às meas fornecdas de cada usna (volume, defluênca, geração) para o próxmo período. O balanço hdráulco garane que seu nível de armazenameno para o próxmo período, seja o seu volume aual mas o volume de água que chega nese reservaóro menos o volume que sa dese reservaóro, so para reservaóros de acumulação. Para usnas a fo d água a mesma vazão que chega ao reservaóro deve dexá-la quer seja por urbnagem ou vermeno. O balanço hdráulco é obdo conforme a equação abaxo: x, = x, 1 + y, + k Ω j u k, 10 ( v, + ev, + q, + um, ). 6 onde: x, - volume do reservaóro da usna no fnal do nervalo [hm 3 ] x,-1 - volume do reservaóro da usna no níco do nervalo [hm 3 ] y, - vazão ncremenal afluene à usna no nervalo [m 3 /s] Ω - conjuno das usnas a monane da usna v, - vermeno da usna no nervalo [m 3 /s] ev, - energa evaporada do reservaóro da usna no nervalo [m 3 /s] q, - vazão urbnada pela usna no nervalo [m 3 /s] um, - uso múlplo do reservaóro no nervalo [m 3 /s] - amanho do nervalo [s]

4 O próxmo passo é calcular a mea de defluênca. O valor da defluênca enconrada defne a vazão defluene, sendo enão verfcadas as resrções operaconas, de forma a valdar a mea de defluênca enconrada. Verfcada as resrções operaconas, sendo elas: lme de engolmeno máxmo da usna, volume mínmo e máxmo do reservaóro e defluênca mínma, o próxmo passo é o cálculo da vazão urbnada para cada usna. A resrção ambenal será nserda no processo de planejameno nese pono. C- Resrção Ambenal A parr de dados de monorameno de qualdade de água e do volume úl do reservaóro, espera-se deermnar a relação da alura do reservaóro x clorofla-a. Esa relação será deermnada em função dos dados que foram dsponblzados, os quas são amosras mensas para um deermnado período. Serão realzadas rês dferenes análses: um únco polnômo anual, um polnômo para meses de seca, meses de chuva. No caso de haver pouca dferença enre as relações levanadas, opar-se há pela ulzação de um únco polnômo. Dado o novo volume do reservaóro, a próxma eapa será o cálculo da alura do reservaóro a parr dos polnômos coa x volume. Alura essa que será aplcada ao polnômo coa x clorofla, no qual será obdo o possível valor de clorofla a para essa condção do reservaóro. O valor de clorofla-a obdo a parr da nova condção de volume do reservaóro será comparada aos valores especfcados pela a resolução do CONAMA número 357, de 17 de Março de No caso de aendmeno à norma, o processo de planejameno passa enão para o próxmo nervalo de análse, vso que odas as resrções foram aenddas, nclusve a ambenal. Caso o valor de clorofla-a calculado seja superor ao valor especfcado por norma, alera-se enão a mea de defluênca mínma, ou seja, aplcar-se-á um ncremeno percenual a essa defluênca, recalcula-se o volume. Calcula-se o novo valor da alura do reservaóro no polnômo coa x volume, que será aplcada ao polnômo coa x clorofla, deermnando o valor de clorofla que será novamene comparado aos lmes especfcados por nome. Enquano o lme não for aenddo, ese processo se repee para o mesmo, se o lme for aenddo passa-se enão para o cálculo das varáves do ssema para o nervalo +1. Essa análse será mplemenada para usnas po acumulação. IV. SISTEMA A SER AVALIADO Foram ceddos por duas companhas elércas de geração os dados físco-químcos e hdrológcos de quaro usnas de acumulação e uma a fo d água, sendo que 4 delas represenam uma ssema em cascaa na mesma baca. Será realzada uma análse esaísca dos dados clorofla a, fósforo, nrogêno e volume úl do reservaóro com o objevo de defnr um polnômo que expresse a ner-relação desas varáves. Esa relação será a resrção ambenal a ser agregada ao planejameno da operação de ssemas elércos.

5 V. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA Cruz, Gelson Junor, Modelo Equvalene Não Lnear para o planejameno da Operação a Longo prazo de Ssemas de Energa Elérca, Tese de douorado, Unversdade Esadual de Campnas, Geraldes A. M. e Boavda M. J. (2005) Seasonal waer level flucuaons: Implcaons for reservor lmnology and managemen; Lakes and Reservors: Research and Managemen 2005, 10:59-69; Kelly M., Grayman W. e all (2004) Waer Dsrbuon Sysems Handbook; chapers 4 and 9, McGraw-Hll, Dgal Engneerng Lbrary, 2004;