Optimal midterm scheduling of a Large scale hydroelectric system by a nonlinear Piece-Wise differentiable network algorithm

Programação ótima de médio prazo de um sistema hidrelétrico de grande porte por meio de um algoritmo de rede diferenciável não linear em partes

ABSTRACT

This paper is concerned with optimal midterm scheduling of large scale hydroelectric power systems. A suitable model for this problem with a minimum number of variables is developed, what leads to a problem of minimizing a particular nonlinear piecewise differentiable function of flows in a network. An algorithm tailored to deal efficiently with this problem is described. Special care is taken in order to guarantee convergence to a local optimal solution. The approach (model and algorithm) was aimed to solve the midterm scheduling problems for a huge coupled hydroelectric power system in Southeastern Brazil – this case study is discussed.

Keywords: Energy control; hydraulic systems; large-scale systems; mathematical programming; network optimization; nonlinear programming; optimal scheduling; optimization; power generation.

RESUMO

Este artigo trata da programação ótima de médio prazo de sistemas hidrelétricos de grande porte. Um modelo adequado para este problema com um número mínimo de variáveis ​​é desenvolvido, o que leva a um problema de minimização de uma função diferenciável não linear por partes de fluxos em uma rede. Um algoritmo adaptado para lidar eficientemente com este problema é descrito. Um cuidado especial é tomado para garantir a convergência para uma solução ótima local. A abordagem (modelo e algoritmo) teve como objetivo resolver os problemas de programação de médio prazo para um enorme sistema hidrelétrico acoplado no Sudeste do Brasil – este estudo de caso é discutido.

Palavras-chave: Controle de energia; sistemas hidráulicos; sistemas de grande escala; programação matemática; otimização de rede; programação não linear; agendamento ideal; otimização; geração de energia

Referências

1. Gagnon e outros, 1974 CR Gagnon , RH Hicks , SLS Jacoby , JS KowalikUma abordagem de programação não linear para otimização de um sistema hidrelétrico de grande porteProgramação Matemática , 6 ( 1974 ) , pp . 28-41Ver no Scopus Google Acadêmico
2. Hanscora e outros, 1980 ML Hanscora , L. Lanfond , G. LasdonModelagem e Resolução do Problema de Planejamento de Geração de Energia de Médio Prazo para um Grande Sistema HidroelétricoCiência da Administração , 26 ( 1980 ) , pp . 659-668 Google Acadêmico
3. Lira, 1984 C. LyraContribuição ao Planejamento da Produção de Energia em Sistemas de Potência , Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), publicação FEC 040/84 , Campinas, Brasil ( 1984 )em português Google Acadêmico
4. Lyra, Tavares, 1987 C. Lyra , H. TavaresUm algoritmo de fluxo de rede diferenciável não linear por partes para otimização de um grande sistema hidrelétrico , Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) , Campinas, Brasil ( 1987 )documento de trabalho FEE 26/87 Google Acadêmico
5. Lyra, Tavares, 1988 C. Lyra , H. TavaresUma contribuição para o planejamento de médio prazo de sistemas de energia hidrotérmica de grande porteTransações IEEE em Sistemas de Energia , 3 ( 1988 ) , pp. 852-857Ver no Scopus Google Acadêmico
6. Lyra e outros, 1984 C. Lyra , H. Tavares , S. SoaresModelagem e Otimização da Programação da Geração HidrotérmicaTransações IEEE em aparelhos e sistemas de energia, PAS-103 ( 1984 ) , pp. 2126 – 2133Ver no Scopus Google Acadêmico
7. Rosenthal, 1981 R, E. RosenthalUm Algoritmo de Fluxo de Rede Não Linear para Maximização de Benefícios em um Sistema HidrelétricoPesquisa Operacional , 29 ( 1981 ) , pp . 763-786 Ver no editorCrossref Ver no Scopus Google Acadêmico
8. Soares et al., 1980 S. Soares , C. Lyra , H. TavaresProgramação ideal de geração de sistemas de energia hidrotérmicaTransações IEEE sobre aparelhos e sistemas de energia , PAS – 99 ( 1980 ) , pp. 1107-1115