O PLANEJAMENTO E A PROGRAMAÇÃO DA OPERAÇÃO DO SIN PELO OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO - ONS. Mário Daher

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1 O PLANEJAMENTO E A PROGRAMAÇÃO DA OPERAÇÃO DO SIN PELO OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO - ONS Mário Daher 1

2 O PLANEJAMENTO E A PROGRAMAÇÃO DA OPERAÇÃO DO SIN PELO OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO ONS Mário Daher Rio de Janeiro Agosto de

3 O PLANEJAMENTO E A PROGRAMAÇÃO DA OPERAÇÃO DO SIN PELO OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO ONS Mário Daher A partir de sua criação, em 26 de agosto de 1998, o Operador Nacional do Sistema Elétrico ONS passou a ter, sob sua responsabilidade, dentre outras, o planejamento e a programação centralizados da operação, nos horizontes de médio e curto prazos, bem como do despacho de geração, com vistas à otimização da operação eletroenergética do Sistema Interligado Nacional SIN. A atividade de planejamento e programação da operação é realizada para um horizonte anual e é discretizada em etapas mensais, semanais e diárias, em intervalos de 30 minutos, visando, basicamente, estabelecer as metas de geração dos aproveitamentos hidrelétricos e termelétricos do SIN, bem como os fluxos de intercâmbio de energia entre os subsistemas, visando o menor custo total de operação, preservando a segurança da operação elétrica. A Figura 1, a seguir, apresenta um diagrama simplificado do Processo de Planejamento e Programação da Operação através dos estudos e etapas que antecedem a operação em tempo real do SIN. Nesse processo, existem incertezas associados aos processos estocásticos de previsão de carga e afluências, bem como restrições de caráter elétrico, operativo, ambiental e de uso múltiplo da água, inerentes a cada etapa. Cabe destacar, no entanto, que a medida que os horizontes temporais das etapas se reduzem, diminuem as incertezas associadas aos processos estocásticos, mas aumentam as restrições a serem representadas nos modelos de otimização, uma vez sua consideração passa, necessariamente, a ser feita por usina individualizada. Figura 1 Estudos e Etapas do Planejamento e Programação Estudos médio prazo curto prazo Horizontes e Etapas horizonte: 5 anos etapas: mensais horizonte: 1 a 12 meses etapas: semanais programação diária Programação da Operação horizonte: 1 semana etapas: ½ hora 3

4 No desempenho de suas atribuições, o ONS coordena cada uma das etapas temporais dos estudos associados ao planejamento e a programação da operação, o qual é realizado com a participação de todos os Agentes envolvidos no processo, observando-se regras estritas definidas pelas Agências Reguladoras ANEEL e ANA, e consubstanciadas em instrumentos legais, denominados Procedimentos de Rede, cujos objetivos são os de permitir a Transparência, Integridade, Equanimidade, Reprodutibilidade e Excelência na Operação do SIN, estabelecendo, com base legal, as responsabilidades do ONS e dos Agentes, no que se refere a atividades, insumos, produtos e prazos dos processos de planejamento e operação do sistema elétrico. Essas atividades de planejamento e programação da operação, conduzidas pelo ONS, são suportadas por modelos matemáticos computacionais, validados e aprovados pela ANEEL. Esses modelos permitem a elaboração de estudos inerentes às responsabilidades do ONS, garantindo a otimização dos recursos disponíveis no SIN e a reprodutibilidade dos resultados por qualquer Agente e/ou Agência Reguladora. A implantação dos modelos matemáticos obedeceu a um cronograma estabelecido inicialmente pela ANEEL, através da Resolução nº 290, de 03 de agosto de 2000, que determinou, também, a compatibilização entre os modelos utilizados pelo ONS para o planejamento e programação da operação e aqueles empregados para a formação de preços no âmbito do Mercado Atacadista de Energia MAE, cujo sucedâneo, no novo Modelo Institucional do Setor Elétrico, é a Câmara de Comercialização de Energia CCEE. Dentre os modelos computacionais de otimização energética utilizados pelo ONS, podemse destacar os modelos NEWAVE, para análises de médio prazo (horizonte de cinco anos, com foco no primeiro ano), o DECOMP, para análises de curto prazo (horizonte de até um ano, com foco semanal no primeiro mês) e o DESSEM modelo em fase final de desenvolvimento, para análises de curtíssimo prazo (horizonte de uma semana, com foco no primeiro dia, para pelo menos 5 patamares de carga). A Figura 2, a seguir, apresenta um diagrama simplificado da Cadeia de Modelos de Planejamento e Programação da Operação do SIN, desenvolvida pelo CEPEL, juntamente com os aplicativos computacionais de apoio já desenvolvidos e em fase de desenvolvimento. Destacam-se, como aplicativos de apoio aos modelos de otimização, os modelos de previsão/consolidação de carga PREVCAR e, os modelos de previsão de cenários hidrológicos e afluências GEVAZP, PREVIVAZ, CHEIAS e PREVIVAZM. Figura 2 - Cadeia de Modelos de Planejamento e Programação OPERAÇÃO HIDROLOGIA CARGA NEWAVE A função objetivo dos modelos de otimização da cadeia de planejamento e programação Médio Prazo GEVAZP energética, atualmente em uso pelo ONS, consiste na minimização do custo total de operação, preservando-se a segurança e a confiabilidade da operação elétrica. Neste PREVCAR DECOMP PREVIVAZ Curto Prazo CHEIAS DESSEM PREVIVAZM Curtíssimo Prazo 4

5 contexto, são tratadas as variáveis de caráter estocástico, tais como as previsões de afluências e carga, bem como aquelas de caráter determinístico, como as restrições e manutenções associadas aos equipamentos de geração e da malha de transmissão, além daquelas associadas ao uso múltiplo da água e as de natureza ambiental. Torna-se importante destacar, desde já, que a otimização do uso dos recursos energéticos existentes no SIN é diretamente influenciada pela inserção de restrições. Tal fato evidencia-se na medida em que a consideração crescente de restrições impõe o uso de recursos energéticos de custo mais elevados, traduzindo-se no aumento do valor da água de cada subsistema e, conseqüentemente, nos custos marginais de operação, com reflexos diretos no preço de liquidação das diferenças PLP da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica CCEE. A seguir serão descritos, sumariamente, os principais modelos de planejamento e programação da operação do SIN. Modelo NEWAVE O Modelo de Despacho de Geração Hidrotérmica - NEWAVE, é um modelo de otimização desenvolvido pelo CEPEL para o planejamento energético de médio prazo (horizonte de 1 a 5 anos), com discretização mensal e representação a sistemas equivalentes. Seu objetivo é determinar a estratégia ótima de operação hidrotérmica em cada estágio temporal, que minimiza o valor esperado do custo de operação para todo o período de planejamento. Um dos principais resultados do NEWAVE é a Função de Custo Futuro, que traduz, em sinais econômicos para os modelos de outras etapas (de curto e curtíssimo prazos DECOMP e DESSEM, respectivamente), o custo da utilização da água armazenada nos reservatórios. Nesse modelo, a carga e a função de custo de déficit podem ser representados em até 3 patamares, sendo possível a consideração dos limites elétricos das interligação entre os subsistemas. Modelo DECOMP O Modelo de Determinação da Coordenação da Operação a Curto Prazo DECOMP (utilizado nos estudos de curto prazo Programa Mensal de Operação - PMO), foi desenvolvido, também pelo CEPEL, a partir do final da década de 80 e teve os testes iniciais a partir de 1995, no âmbito do então GCOI. Com a criação do ONS, o DECOMP, assim como o NEWAVE, passou por uma série de aperfeiçoamentos de funcionalidades, num processo de validação/testes com todos os Agentes do Setor Elétrico Brasileiro, até que em 2000 foi firmado um Acordo Operacional entre ONS e MAE, atualmente CCEE, no sentido de validar o Modelo para uso no PMO e na formação do Preço MAE (atualmente PLD), conforme preconizado na Resolução 290/200, da ANEEL. O DECOMP é um modelo de otimização a usinas individualizadas, utilizado para elaboração dos Programas Mensais de Operação e estudos energéticos com horizonte de até 1 ano. 5

6 Neste Modelo é possível a representação individualizada de restrições hidráulicas, operativas, e elétricas, permitindo a representação dos requisitos ambientais e de uso múltiplo da água, bem como das restrições associadas aos equipamentos de geração e da malha de transmissão. Modelo DESSEM O Modelo de Despacho Semanal DESSEM, está em fase final de implementação no ONS e será utilizado como Sistema de Apoio à Decisão SAD, para a formulação de propostas de referência para a programação diária da operação. Estas propostas serão encaminhadas diariamente para os Agentes no sentido de orientar as diretrizes operativas diárias aderentes ao Programa Mensal de Operação-PMO. O DESSEM é um modelo de otimização com as mesmas concepções básicas de algoritmo do DECOMP, com a grande vantagem de representar em conjunto (para um horizonte de até 15 dias), o despacho de cada usina geradora e a topologia da rede de transmissão disponível para os dias de estudo, ou seja, permite a representação e a avaliação dos impactos elétricos, energéticos e de custos das restrições no sistema de transmissão e geração decorrentes de manutenções e/ou indisponibilidades forçadas verificadas antes do Dia D da operação em tempo real. Além disso, haverá um ganho operacional para os Agentes, em relação ao processo atual da Programação Diária, na medida em que se consolidam as orientações/diretrizes eletroenergéticas definidas nos Programa de Operação Mensal e suas Revisões. Na forma de Sistema de Apoio à Decisão, o DESSEM será utilizado considerando até 5 patamares de carga para cada dia de estudo (daí ser denominado de DESSEM-PAT). 6