Um método não linear de tempo real para Unit Commitment de turbinas hidráulicas baseado em decomposição dual

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dc.contributor.advisorVieira, Douglas Alexandre Gomes
dc.contributor.advisor-coSilva, Gustavo Rodrigues Lacerda
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/1074177565686092
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8841836049951912
dc.contributor.authorCosta, Emerson Eustáquio
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3720767980085776
dc.contributor.refereeVieira, Douglas Alexandre Gomes
dc.contributor.refereeSilva, Gustavo Rodrigues Lacerda
dc.contributor.refereeSaldanha, Rodney Resende
dc.contributor.refereeGuedes, Lucas Sirimarco Moreira
dc.contributor.refereeOliveira, Leonardo Willer de
dc.contributor.refereeSá, Elisângela Martins de
dc.contributor.refereeLisboa, Adriano Chaves
dc.date.accessioned2025-04-07T23:54:50Z
dc.date.available2025-04-07T23:54:50Z
dc.date.issued2022-07-18
dc.description.abstractEste trabalho apresenta um novo método computacional que combina resultados analíticos com heurísticas, não linear e de tempo real, para resolver o problema de unit commitment de turbinas hidráulicas. Dois teoremas mostram as propriedades da solução ótima do problema considerando curvas colina não lineares. Esses teoremas foram derivados utilizando o método de decomposição dual, gerando uma solução forma-fechada para o número de unidades geradoras e a vazão alocada para cada unidade. Esse resultado foi acoplado a uma heurística que considera a discretização do tempo (em minutos), a queda líquida, a vazão turbinada de cada unidade geradora, a vazão defluente total da usina, a faixa operativa e a curva de eficiência, conhecida como curva colina, da unidade geradora, atendendo às restrições físicas e ambientais da usina para maximizar a energia gerada e, consequentemente, atender à demanda estabelecida. Testes numéricos em duas usinas, considerando os dados e parâmetros reais, são apresentados e mostram a eficácia da abordagem proposta. Foi realizada uma comparação com outra estratégia existente na literatura, e obteve-se um ganho médio de 2,5% nas usinas consideradas. O método também é comparado com uma abordagem de Programação Linear Inteira Mista (MILP), mostrando ganho de velocidade considerável (cerca de 1.500 vezes mais rápido). A formulação apresentada neste trabalho está operando em um programa comercial que atualmente é aplicado na operação de 18 usinas hidrelétricas, incluindo a usina Belo Monte, que possui 24 unidades geradoras.
dc.description.abstractotherThis work provides a real-time nonlinear computational efficient matheuristic method for solving the hydroelectric unit commitment problem. Based on the dual decomposition optimization strategy, a closed-form solution for the number of generating units, as well as the power allocated to each unit, is analytically derived, providing the basis of a robust heuristic optimization method. It considers, at each time step, the discharge given the water head, the total plant downstream flow, the variable discharge upper limit, the unit efficiency curves and the prohibited operating zones, in order to maximize generated energy. Numerical tests in real-world plants are presented, and they show the effectiveness of the proposed approach, generating considerably higher energy for the same water discharge. It is also compared with a Mixed Integer Linear Programming (MILP) approach, providing a speed-up of 1,500 times. The formulation presented in this paper is operating in a commercial program that is currently applied in the operation of 18 hydropower plants, including Belo Monte power plant, which has 24 generation units.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1124
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e Computacional
dc.subjectOtimização
dc.subjectProgramação heurística
dc.subjectUsinas hidrelétricas
dc.titleUm método não linear de tempo real para Unit Commitment de turbinas hidráulicas baseado em decomposição dual
dc.typeTese

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