Operador Nacional do Sistema Elétrico III WorkEta Aplicações em Recursos Hídricos Operador Nacional do Sistema Elétrico ONS Marcio Cataldi cataldi@ons.org.br
Sumário Apresentação do ONS; Utilização dos campos de modelagem numérica do CPTEC/INPE na elaboração os produtos de rotina do ONS; Projetos desenvolvidos pelo ONS no aprimoramento de algumas variáveis provenientes da modelagem numérica disponibilizada pelo CPTEC/INPE; Projetos futuros do ONS relacionados com os produtos de modelagem numérica do CPTEC/INPE. 2
Sistema Interligado Nacional 98% do mercado brasileiro 2008 2013 Cap. Instalada MW 89.075 120.800 Hidro 74.370 81.552 Termo-convencional 12.270 26.664 Termo-nuclear 2.007 2.007 Outras 428 10.577 Participação Hidro 83% 68% 3
Sistema Interligado Nacional RECURSOS RESTRIÇÕES REQUISITOS Consumo Geração Transmissão Distribuição 4
Sistema Interligado Nacional - Planejamento RECURSOS ENERGIA ARMAZENADA NOS RESERVATÓRIOS PRESENTE ENERGIA NATURAL AFLUENTE AOS RESERVATÓRIOS FUTURO 5
Sistema Interligado Nacional - Operação Decisão Usar água Energia Afluente Futura Resultado OK déficit conomizar água vertimento OK 6
Sistema Interligado Nacional - Operação Representação da Incerteza Hidrológica 1 2 3 4 5 6 7 8 Previsão de Vazões Semanais! Geração de Cenários de Vazões e de ENAs Mensais previsão meteorológica Mes inicial Demais meses previsão climática 7
Produtos de Rotina Atualmente o ONS utiliza de forma subjetiva as previsões dos modelo ETA e Global para: a elaboração de Boletins Meteorológicos para os subsistemas integrantes do SIN, em um horizonte de 3 a 5 idas; a quantificação da previsão de chuva nas bacias do SIN, para um horizonte de 3 dias. A previsão climática de consenso é um dos insumos utilizados para a elaboração de um boletim climático mensal. 8
Produtos de Rotina 9
Produtos de Rotina 10
Produtos de Rotina 11
Produtos de Rotina A previsão horária de temperatura é utilizada com insumo na previsão de carga, em conjunto com outras variáveis, a partir de um modelo matemático baseado em redes Neurais. ANNSTLF Modelo multivariado de previsão de carga baseado em técnicas de Redes Neurais Previsão de carga em patamares de ½ hora para um horizonte de até 10 dias Programação Diária Utilização de informações de temperatura (verificadas e previstas até 15 dias a frente) Modelos ETA e Global do CPTEC 12
Produtos de Rotina 13
Produtos de Rotina Utilização da previsão de vento para o parque eólico de Tramandai - RS 14
Produtos de Rotina Utilização da Previsão quantitativa de precipitação do modelo ETA para 10 dias a frente. operacional em desenvolvimento Bacia S.Francisco (T.Marias) Bacia Paranapanema 15
Produtos de Rotina Utilização da Previsão de precipitação do modelo ETA para 10 dias a frente. 32% da energia coberta por modelagem chuva-vazão 41% da energia coberta por modelagem chuva-vazão ( perspectiva 2010 ) 90% da energia coberta por modelagem chuva-vazão 16
2 5 0 0' 2 5 3 0' 2 6 0 0' 2 6 3 0' 2 7 0 0' Produtos de Rotina Concorrência de Modelos - 2004 BACIA / TRECHO EMPRESAS NOME DO MODELO METODOLOGIA 54 3 0' 54 0 0' 53 3 0' 53 0 0' ÿ 52 3 0' 52 0 0' 51 3 0' 51 0 0' Iguaçu III - S O ÿ II - JO ÿ 50 3 0' I - FA 50 0 0' 49 3 0' 49 0 0' 2 5 00 ' 2 5 30 ' 2 6 00 ' 2 6 30 ' UFF LACTEC PUC-Rio Fuzzy Recorrente SMAP Redes Neurais Inteligência Artificial Físico Concentrado Inteligência artificial 2 7 00 ' 54 3 0' 54 0 0' 53 3 0' 53 0 0' 52 3 0' 52 0 0' 51 3 0' 51 0 0' 50 3 0' 50 0 0' 49 3 0' Itumbiara - São Simão 49 0 0' RHAMA MGB-IPH Físico Distribuído PUC-Rio Regressão Dinâmica Estocástico Rosana - Porto Primavera - Itaipu FCTH RHAMA PUC-Rio SMAP-MEL MGB-IPH Regressão Dinâmica Físico Concentrado & Estocástico Físico Distribuído Estocástico 17
Produtos de Rotina Modelo MPCV Combinação de Redes Neurais, Data Mining e modelagem Estocástica (Previvaz/CEPEL) aplicado à Bacia do rio Uruguai (desenvolvimento interno) Modelo SMAP Aplicação para as bacias dos rios Grande e Paranapanema (desenvolvimento interno) Modelo Neuro3M Modelo de Redes Neurais aplicadao a cabeceira do rio São Francisco (trecho a montante da UHE Três Marias) desenvolvimento interno 18
Produtos de Rotina V azão (m ³/s) Exemplo de melhoria na qualidade da modelagem chuva-vazão com a inclusão da precipitação F o z d o Are ia 3.000 2.750 2.500 Verificado Previvaz + D M Previvaz 2.250 2.000 1.750 1.500 1.250 1.000 750 500 250 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 S e manas 19
Produtos de Rotina Exemplo de melhoria na qualidade da modelagem chuva-vazão com a inclusão da precipitação 20
Estudos realizados pelo ONS Artigo publicado na Revista Brasileira de Hidrologia pelo ONS em parceria com o CPTEC sobre a identificação de erros sistemáticos na previsão de precipitação do modelo ETA. Tendência de superestimar valores baixos de precipitação e subestimar valores muito altos. Bacia do rio Grande Previsão de precipitação Realizada pelo modelo numérico de previsão de tempo ETA. Chuva média diária em cada sub-bacia calculada a partir de média aritmética. Precipitação diária prevista para 10 dias à frente, no período de 1996 a 2003, com previsões efetuadas sempre com início às quartas-feiras. Verifica-se, em todas as sete sub-bacias, uma tendência de superestimativa dos valores de precipitação prevista (viés da previsão). 21
4/8 11/8 18/8 25/8 1/9 8/9 15/9 22/9 29/9 6/10 13/10 20/10 27/10 3/11 10/11 17/11 24/11 1/12 8/12 15/12 22/12 29/12 5/1 12/1 19/1 26/1 2/2 9/2 16/2 23/2 2/3 9/3 16/3 23/3 30/3 6/4 13/4 20/4 27/4 4/5 11/5 18/5 25/5 1/6 8/6 15/6 22/6 29/6 6/7 13/7 20/7 27/7 4/8 11/8 18/8 25/8 1/9 8/9 15/9 22/9 29/9 6/10 13/10 20/10 27/10 3/11 10/11 17/11 24/11 1/12 8/12 15/12 22/12 29/12 5/1 12/1 19/1 26/1 2/2 9/2 16/2 23/2 2/3 9/3 16/3 23/3 30/3 6/4 13/4 20/4 27/4 4/5 11/5 18/5 25/5 1/6 8/6 15/6 22/6 29/6 6/7 13/7 20/7 27/7 Precipitação Acumulada 9 dias (mm) Precipitação Acumulada 9 dias (mm) Estudos realizados pelo ONS Bacia do rio Grande Sub-bacia Precipitação Média Anual (mm) Pprev/Pobs Observada Prevista 1 - Camargos 1.434,6 1.820,3 1,27 2 - Funil 1.400,4 1.774,8 1,27 3 - Porto dos Buenos 1.499,5 2.154,4 1,44 4 - Paraguaçu 1.435,6 1.838,3 1,28 5 - Furnas 1.333,9 2.013,3 1,51 6 - Fazenda Capão Escuro 1.532,1 1.716,6 1,12 7 - Porto Colômbia 1.476,6 1.614,8 1,09 140 CAMARGOS 160 PORTO COLÔMBIA 120 Observadas Média Móvel 7 Previstas Média Móvel 7 140 120 Observadas Média Móvel 7 Previstas Média Móvel 7 100 100 80 80 60 60 40 Abril a Julho 40 Abril a Julho 20 20 0 Agosto a Novembro Dezembro e Janeiro Fevereiro e Março 0 Agosto a Novembro Dezembro e Janeiro Fevereiro e Março 22
Estudos realizados pelo ONS Bacia do rio Grande Densidade dos postos pluviométricos -48.8-19.4-48.6-48.4-48.2-48 -47.8-47.6-47.4-47.2-47 -46.8-46.6-46.4-46.2-46 -45.8-45.6-45.4-45.2-45 -44.8-44.6-44.4-44.2-44 -43.8-43.6-19.4 Zelândia -19.6-19.6 Veríssimo -19.8 Conquista UHE Volta Grande -20-19.8 Lagoa Conceição das Alagoas Usina Junqueira UHE Porto Colômbia Desemboque SE Jaguara Fazenda São Domingos -20.2-20.2 UHE Masc. de Moraes Ituverava -20.4-20 UHE Luiz Carlos Barreto (Estreito) Ponte Joaquim Justino Fazenda Poço Bonito Delfinópolis SE Pimenta Ipuã -20.4 Formiga Fazenda Sassafras Franca Fazenda Santa Cecília -20.6-20.6 UHE Furnas Fazenda Boa Sorte Itaú de Minas Ponte Fernão Dias Candéias Guapé Usina Santana -20.8-20.8 São Tiago Santana do Jacaré Brodosqui -21 Carmo do Rio Claro Cobiça Antinópolis Ilicínea Bom Sucesso Coqueiral Campos Gerais Guaranésia Guaxupé Usina Nepumoceno Juréia Três Pontas Usina Couro do Cervo Itumirim -21 Porto Tiradentes Porto do Elvas Barroso Vila Rio das Mortes Ibituruna -21.2 Carandaí Usina São João del Rei Boa Esperança Fazenda Fazenda Santo Antônio II Carvalhais Resende Costa SE Barbacena Usina Barbacena Campolide UHE Itutinga SE Itutinga -21.2 Fama -21.4 Carmo da Cachoeira Alfenas Luminárias Carrancas -21.4 M. de Deus Paraguaçu Porto Dos Buenos -21.6 UHE Poço Fundo -21.8 Ibertioga Santana do Garembeu Cruzília Fazenda Juca Casimiro Conceição Do Rio Verde Usina Do Chicão Fazenda Cachoeira Baependi Caxambu Silvianópolis Careaçu -22-22 Cristina SE Pouso Alegre -21.8 Bom Jesus da Penha Aiuruoca Carvalhos SE Liberdade Usina Congonhal Alagoa Pouso Alto Vargem do Cervo -22.2-21.6 Faz.Laranjeiras S.Vicente Faz.Paraíba Andrelândia B.Jardim Três Corações Monsenhor Paulo Palmela Dos Coelhos Pte Costa -22.2 Santa Rita do Sapucaí Itanhandu Virginia Maria da Fé São João de Itajubá Ponte do Rodrigues Bairro Santa Cruz Conceição dos Ouros UHE Xicão Brasópolis -22.4-22.4 Bairro do AnaldinoUHE São Bernardo Cambuí (Csme) -22.6-22.6 Fazenda da Guarda (Parque) Sapucaí-Mirim -22.8-48.8-22.8-48.6-48.4-48.2-48 -47.8-47.6-47.4-47.2-47 -46.8-46.6-46.4-46.2-46 -45.8-45.6-45.4-45.2-45 -44.8-44.6-44.4-44.2-44 -43.8-43.6 23
Estudos realizados pelo ONS Bacia do rio Grande Densidade dos postos pluviométricos Com vistas à identificação e remoção deste viés, foram realizados estudos, para cada uma das sete sub-bacias consideradas no modelo. Para isso, foram adotadas as seguintes premissas: Considera-se o total de precipitação prevista acumulada no período e não apenas seus valores diários (o modelo ETA, de forma geral, consegue prever, com razoável qualidade, a ocorrência ou não de chuvas nos próximos dias, porém, além da tendência a superestimar os totais, em diversas vezes há uma defasagem entre a previsão e a observação dos dias de chuva com maior intensidade). Consideraram-se períodos distintos do ano na identificação e remoção do viés, já que o viés e os sistemas meteorológicos que ocasionam precipitação não têm o mesmo padrão ao longo dos meses. agosto a novembro. dezembro e janeiro. fevereiro e março. abril a julho. 24
Precipitação Total 9 dias (mm) Precipitação total Observada 9 dias - y - (mm) Estudos realizados pelo ONS Bacia do rio Grande Densidade dos postos pluviométricos CAMARGOS - Período Agosto/Novembro CAMARGOS - Período Agosto/Novembro 300 300 250 250 200 200 Prevista Observada y = x 150 150 146,2 100 100 50 50 y = 0,00392x 2 + 0,42709x R 2 = 0,99056 0 1% 7% 13% 18% 24% 30% 36% 42% 48% 54% 60% 65% 71% 77% 83% 89% 95% 0 0 50 100 150 200 250 300 Precipitação total Prevista 9 dias - x - (mm) Constantes a e b e limites de aplicação das equações obtidas para remoção do viés da previsão de precipitação Período Período Período Período Sub-bacia a Agosto/Novembro b Limite (mm) a Dezembro/Janeiro b Limite (mm) a Fevereiro/Março b Limite (mm) a Abril/Julho b Limite (mm) 1 - Camargos 0,00392 0,42709 146,2 0,00179 0,69219 172,0 0,00127 0,65057 275,1 0,00725 0,59979 55,2 2 - Funil 0,00443 0,44497 125,3 0,00072 0,80994 264,0 0,00225 0,57288 189,8 0,01544 0,26893 47,3 3 - Porto dos Buenos 0,00351 0,35244 184,5 0,00238 0,47241 221,7 0,00155 0,49249 327,4 0,00814 0,39126 74,8 4 - Paraguaçu 0,00341 0,47233 154,7 0,00203 0,63334 180,6 0,00308 0,52903 152,9 0,00795 0,48164 65,2 5 - Furnas 0,00119 0,52182 401,8 0,00204 0,47112 259,3 0,00152 0,51448 319,4 0,00745 0,44803 74,1 6 - Fazenda Capão Escuro 0,00487 0,43763 115,5 - - - - - - - - - 7 - Porto Colômbia 0,00037 0,74494 689,4 - - - - - - - - - 25
Estudos realizados pelo ONS Precipitação Prevista 9 dias (mm) Precipitação Prevista 9 dias (mm) 300 Camargos 250 200 150 100 50 P prevista > P observada = P prevista P observada = Média das Precipitações Previstas = 73% 27% 47,9 Média das Precipitações Observadas = 36,9 0 0 50 100 150 200 250 300 Precipitação Observada 9 dias (mm) 300 Camargos Com Remoção de Viés 250 200 150 100 50 P prevista > P observada = P prevista P observada = Média das Precipitações Previstas = 56% 44% 38,2 Média das Precipitações Observadas = 36,9 0 0 50 100 150 200 250 300 Precipitação Observada 9 dias (mm) 26
Erros absolutos na previsão da próxima semana operativa Estudos realizados pelo ONS 07/08/96 18/09/96 30/10/96 11/12/96 22/01/97 05/03/97 16/04/97 28/05/97 09/07/97 20/08/97 01/10/97 12/11/97 24/12/97 04/02/98 18/03/98 29/04/98 10/06/98 22/07/98 29/08/01 10/10/01 21/11/01 02/01/02 13/02/02 27/03/02 08/05/02 19/06/02 07/08/02 18/09/02 30/10/02 11/12/02 22/01/03 05/03/03 16/04/03 28/05/03 09/07/03 Precipitações 9 dias (mm) 160% Camargos 0 140% 100 120% Média dos erros absolutos = 18,3% 200 100% 80% 60% Precipitações Previstas Precipitações Observadas 13% 24% 19% 17% 300 400 500 40% 600 20% 700 0% 800 27
Erros absolutos na previsão da próxima semana operativa Estudos realizados pelo ONS 07/08/96 18/09/96 30/10/96 11/12/96 22/01/97 05/03/97 16/04/97 28/05/97 09/07/97 20/08/97 01/10/97 12/11/97 24/12/97 04/02/98 18/03/98 29/04/98 10/06/98 22/07/98 29/08/01 10/10/01 21/11/01 02/01/02 13/02/02 27/03/02 08/05/02 19/06/02 07/08/02 18/09/02 30/10/02 11/12/02 22/01/03 05/03/03 16/04/03 28/05/03 09/07/03 Precipitações 9 dias (mm) 160% Camargos Com Remoção de Viés 0 140% 100 120% 200 Média dos erros absolutos = 16,0% 100% 80% 60% Precipitações Previstas Precipitações Observadas 14% 20% 16% 14% 300 400 500 40% 600 20% 700 0% 800 28
Estudos realizados pelo ONS Média dos Erros Absolutos 1/8 15/8 29/8 12/9 26/9 10/10 24/10 7/11 21/11 5/12 19/12 2/1 16/1 30/1 13/2 27/2 13/3 27/3 10/4 24/4 8/5 22/5 5/6 19/6 3/7 17/7 60% 50% FURNAS TOTAL Período Médias dos Erros Absolutos Met. Atual Met. Proposta GANHO Agosto / Novembro 24,2% 18,8% 5,4% Dezembro / Janeiro 25,6% 14,1% 11,4% Fevereiro / Março 20,2% 11,2% 9,0% Abril / Julho 12,8% 7,4% 5,3% Ano 19,9% 13,0% 7,0% 40% 30% Metodologia Atual Met. Atual Média Móvel 7 Metodologia Proposta Met. Proposta Média Móvel 7 20% 10% 0% 29
Estudos realizados pelo ONS Ensemble Multi-Model para as previsões climáticas do verão de 2007 E T A TS M P ersistid a 5 In icializa çõ es com d iferentes C on d. In iciais CAM T S M N u m érica 4 P revisõ es co m d iferen tes co m b in a çõ es en tre a La Niñ a e o A tlân tico S u l (co n d içõ es d e co nto rn o ). G lob al T S M P re vista 3 diferen tes P aram etriza çõ es d e co n vecção 15 In icializa çõ es co m d iferen tes C on d. In iciais T S M Persistid a 3 d iferen tes Param etriza çõ es d e co n vecção 15 In icializa çõ es co m d iferen tes C on d. In iciais 30
Precipitação (% da média) Estudos realizados pelo ONS 200 Bacia do rio Iguaçu 180 160 140 120 Anomalia Prec. Prevista Mar Cenário Inferior (%) 41 Cenário Superior (%) 157 Média (%) 97 100 80 60 40 20 0 Nov Dez Jan Fev Mar Média (%) Observado Cenário Inferior (%) Cenário Superior (%) 31
Precipitação (% da média) Estudos realizados pelo ONS 200 Bacia do rio Grande 180 160 Anomalia Prec. Prevista Mar Cenário Inferior (%) 59 Cenário Superior (%) 153 Média (%) 93 140 120 100 80 60 40 20 0 Nov Dez Jan Fev Mar Média (%) Observado Cenário Inferior (%) Cenário Superior (%) 32
Precipitação (% da média) Estudos realizados pelo ONS 200 Bacia do rio São Francisco 180 160 140 120 100 80 60 Anomalia Prec. Prevista Mar Cenário Inferior (%) 35 Cenário Superior (%) 193 Média (%) 122 40 20 0 Nov Dez Jan Fev Mar Média (%) Observado Cenário Inferior (%) Cenário Superior (%) 33
Projetos em andamento Correção da previsão de precipitação utilizando redes Neurais e as outras variáveis prognósticas do modelo ETA Premissa: a precipitação é um dos piores campos prognósticos dos modelos de previsão numérica de tempo, devido, principalmente, ao grande número de parametrizações envolvidas neste processo. Utilização de Redes Neurais do tipo Multi Layer Perceptron (MLP) com treinamento Bayesiano para a correção da previsão de chuva do modelo ETA, utilizando outras variáveis prognósticas do próprio modelo ETA. O desempenho dos modelos é medido em termos do erro médio quadrático, do inglês mean squared error (MSE), obtido para o conjunto de teste. Matematicamente, esta estatística é dada por: 34
Projetos em andamento Correção da previsão de precipitação utilizando redes Neurais e as outras variáveis prognósticas do modelo ETA Resultados bacia do rio Grande 35
Projetos em andamento Correção da previsão de precipitação utilizando redes Neurais e as outras variáveis prognósticas do modelo ETA Resultados bacia do rio Grande Precipitação observada -46.8-46.6-46.4-46.2-46 -45.8-45.6-45.4-45.2-45 -44.8-44.6-44.4-20.2-20.2-20.4 SE Pimenta Form iga -20.4-20.6 UHE Furnas -20.6 G uapé C andéias Ponte Fernão Dias -20.8-20.8 Santana do Jacaré C arm o do R io C laro Ilicínea -21 Boa Esperança -21 C oqueiral Campos Gerais -21.2 Juréia Usina Nepumoceno -21.2 Três Pontas Usina Couro do Cervo Fam a -21.4 A lfenas Carmo da Cachoeira -21.4-21.6-21.6 P araguaçu UHE Poço Fundo -21.8-21.8-22 -22-22.2-22.2-46.8-46.6-46.4-46.2-46 -45.8-45.6-45.4-45.2-45 -44.8-44.6-44.4 Código Posto Longitude Latitude 2145042 Alfenas -45,94417-21,47194 2145030 Boa Esperança -45,56889-21,08806 2145041 Campos Gerais -45,75722-21,23778 2045020 Candéias -45,27417-20,76 2145044 Carmo da Cachoeira -45,22139-21,46111 2046028 Carmo do Rio Claro -46,15-20,96083 2145032 Coqueiral -45,44861-21,19278 2145047 Fama -45,83028-21,405 2045021 Formiga -45,4175-20,45806 2045028 Guapé -45,92472-20,76306 2045026 Ilicínea -45,82361-20,94528 2146027 Juréia -46,36194-21,27917 2145022 Paraguaçu -45,44028-21,78639 2044027 Ponte Fernão Dias -44,78333-20,74083 2045004 Santana do Jacaré -45,13222-20,90306 2045031 SE Pimenta -45,71667-20,43333 2145043 Três Pontas -45,50111-21,36139 2046027 UHE Furnas -46,32361-20,67583 2146084 UHE Poço Fundo -46,11667-21,81667 2145007 Usina Couro do Cervo -45,17028-21,34361 2145021 Usina Nepumoceno -45,16722-21,2575 36
Projetos em andamento Correção da previsão de precipitação utilizando redes Neurais e as outras variáveis prognósticas do modelo ETA Resultados bacia do rio Grande Precipitação Prevista -46.8-46.6-46.4-46.2-46 -45.8-45.6-45.4-45.2-45 -44.8-44.6-44.4-20.2-20.2-20.4-20.4-20.6-20.6-20.8-20.8-21 -21-21.2-21.2-21.4-21.4-21.6-21.6-21.8-21.8-22 -22-22.2-22.2-46.8-46.6-46.4-46.2-46 -45.8-45.6-45.4-45.2-45 -44.8-44.6-44.4 37
Projetos em andamento Variável Pressão atmosférica reduzida ao nível do mar Temperatura do ar a 2 m Temperatura do ponto de orvalho a 2m Componente zonal do vento a 10m Componente meridional do vento a 10m Unidade hpa Fluxo de calor latente médio na superfície w/m 2 Temperatura do solo a 0,1 m de profundidade Temperatura do solo a 2 m de profundidade Evaporação potencial na superfície Albedo na superfície Variáveis utilizadas para a correção Componente zonal do vento no nível de 850 hpa Componente zonal do vento no nível de 500 hpa Componente zonal do vento no nível de 200 hpa K K m/s m/s K K m Adimensional variando entre - Umidade integrada entre 1000 hpa e 850hPa; - Saturação (temperatura do ar temperatura do ponto de orvalho); - Instabilidade estática [temperatura do ar (2m) temperatura do ar (850 hpa)]; - Variação do vento com a altura (200 hpa 500 hpa); - Variação do vento com a altura (500 hp - 850 hpa). 0 e 1 m/s m/s m/s 38
Projetos em andamento 200 Precipitação semanal acumulada nos anos de 2002 e 2003 180 160 140 120 mm 100 80 60 40 20 0 jan-02 mar-02 mai-02 jul-02 set-02 nov-02 jan-03 mar-03 mai-03 jul-03 set-03 nov-03 Precipitação Observada Precipitação prevista - ETA Precipitação Prevista - Eta Corrigida 39
Projetos em andamento Previsão de vazões utilizando técnicas de RN para a bacia do rio Grande Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3A Experimento 3B e 3C 40
m³/s Projetos em andamento Previsão de vazões utilizando técnicas de RN para a bacia do rio Grande 2500 Experimento 1, 2, 3A, 3B e 3C - Teste Ano1 2250 2000 1750 Observado Exp 1 Exp 2 Exp 3A Exp 3B Exp 3C 1500 1250 1000 750 500 250 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 Semanas 41
m³/s Projetos em andamento Previsão de vazões utilizando técnicas de RN para a bacia do rio Grande 2500 Experimento 1, 2, 3A, 3B e 3C - Teste Ano2 2250 2000 1750 Observado Exp 1 Exp 2 Exp 3A Exp 3B Exp 3C 1500 1250 1000 750 500 250 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Semanas 42
Projetos em andamento Previsão de vazões utilizando técnicas de RN para a bacia do rio Grande Erros relativos médios na semana operativa (%) Treinamento Validação Teste Experimento 1 20,6 28,8 23,0 Experimento 2 20,4 29,3 23,1 Experimento 3A 11,9 18,3 13,3 Experimento 3B 11,9 18,3 28,5 Experimento 3C 11,9 18,3 17,2 43
Projetos em andamento -22.5-23 -23.5-24 -24.5-25 -25.5 R O S 101 106 105 Correção de viés para a bacia do rio Paranapanema PVI 95 97 98 99 100 102 103 76 104 68 88 96 TA Q IG66E 67 90 75 72 11 92 93 73 10 94 87 89 74 6970 71 M A R M A R A P U C P V 91 151 62 JA 159Z LN D LO N (A ) LO N 153 CAA 46 48 47 152 155 41 154 42 146 150 157 147 130 133 45 35 S36 A G S111 C R 110 CN1 CN2 112 113 9 CBA 29 39 9119 37 118 56 AND 52 PST 51 CHV X8A J JA C 38 P1JU JU 167 2 JR 54 55 57 3 4 53 60 49 4 10 166 8 IV A I 144 141 148 TB 158 TB 134 145 S O 131 149 143 IR 137 A 44 59 142 43 123 61 40 34 58 65 156 63 64 127 7 132 125 129 128 136 139 140 P G R 25 28 50 120 124 C A S T 126 138 30 6 FA 33B 121 135 84 80 JA I 81 24 32 26 27 O77 LPITG 6 11 79 86 B E T 82 122 78 85 3 7 5 FS 12J 83 31 114 FA A 5 109 107 108 115 117 116 162 168 2 B164 M C 163 C170 TG BCA 169 18 C19 M A BUR 161 FTL 165 20 16 22 160 C23 LI 17 1 14 BRE 15 21 13 1 - C am pina M A legre 2 - Jurum irim 3 - O laria dos P adres 4 - C havantes 5 - S C ruz R io P ardo 6 - C anoas I 7 - T B orba 8 - Jataizinho 9 - C apivara 10 - Itaguagé 11 - R osana DUKE IN M E T SIM EPAR HIDRO W EB/DAEE -52.5-52 -51.5-51 -50.5-50 -49.5-49 -48.5-48 -47.5 44
Projetos em andamento Precipitação Acumulada 9 dias (mm) 4/8 11/8 18/8 25/8 1/9 8/9 15/9 22/9 29/9 6/10 13/10 20/10 27/10 3/11 10/11 17/11 24/11 1/12 8/12 15/12 22/12 29/12 5/1 12/1 19/1 26/1 2/2 9/2 16/2 23/2 2/3 9/3 16/3 23/3 30/3 6/4 13/4 20/4 27/4 4/5 11/5 18/5 25/5 1/6 8/6 15/6 22/6 29/6 6/7 13/7 20/7 27/7 Correção de viés para a bacia do rio Paranapanema Para esta bacia não foi observado um viés nas previsões de precipitação em todas as subbacias e nem em todos os períodos do ano 100 OLARIA DOS PADRES 90 80 Observadas Média Móvel 7 Previstas Média Móvel 7 70 60 50 40 30 20 10 0 45
Projetos em andamento Vazão (m 3 /s) 07/08/02 21/08/02 04/09/02 18/09/02 02/10/02 16/10/02 30/10/02 13/11/02 27/11/02 11/12/02 25/12/02 08/01/03 22/01/03 05/02/03 19/02/03 05/03/03 19/03/03 02/04/03 16/04/03 30/04/03 14/05/03 28/05/03 11/06/03 25/06/03 09/07/03 23/07/03 Modelo Chuva-vazão para a bacia do rio Paranapanema 1.400 JURUMIRIM 2002/03 1.200 1.000 800 Observado Metodologia Atual Metodologia Proposta 600 400 200 0 46
Discussões A previsões de precipitação do modelo ETA para um horizonte de 10 dias, mesmo sem a correção de viés, trouxeram melhorias nas previsões de vazão, em relação àquelas obtidas com modelos estocásticos vazão-vazão, em todos os locais onde a metodologia chuva-vazão foi aplicada; No entanto, em algumas situações, para que estes resultados fossem melhores, houve a necessidade de se remover o viés da previsão de precipitação do modelo Eta; Esta remoção não pôde ser aplicada para todas as bacias do SIN, já que em alguns casos, ou em algumas épocas do ano, não foi observado nenhum tipo de erro sistemático; 47
Discussões As aplicações feitas pelo ONS dos resultados obtidos com as simulações do modelo Eta, sugerem a necessidade de se estabelecer determinados conjuntos de parâmetros para cada região do país, de modo a se criar previsões regionais ; Tal necessidade se faz pelo fato do ONS utilizar esta previsão para todo o país, sabendo que os sistemas atmosféricos que ocasionam precipitação se diferem de uma região para outra; Outros pontos que poderiam ser investigados para a melhoria do desempenho das previsões chuva-vazão seriam, por exemplo, o aumento da resolução espacial horizontal, uma melhor representação do tipo e uso do solo e a previsão por conjuntos. 48