Cepel desenvolve cadeia de modelos computacionais para planejamento e operação do sistema elétrico

Maior instituição do gênero no Hemisfério Sul, o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), vinculado ao Sistema Eletrobrás, tem como principal objetivo a formação de uma infra-estrutura de pesquisa para o desenvolvimento de tecnologia avançada em equipamentos e sistemas elétricos no país. Criado em 1974, a instituição tem contribuído para a melhoria da qualidade e da economicidade do suprimento de energia do país através do desenvolvimento de modelos matemáticos e programas compu-tacionais para dar suporte às decisões do setor.

– Dada a importância destes modelos para a definição de preços e suas repercussões comerciais, é importante frisar a total independência técnica do Cepel e seu compromisso com excelência e ética, sem admitir que pressões espúrias ou interesses comerciais venham a influir em seus resultados. Seu compromisso fundamental com a excelência técnica e inovação vem acompanhado de senso de responsabilidade e compromisso com a ética. Sua missão envolve, além do sistema Eletrobrás, todo o setor elétrico brasileiro e apoio aos órgãos governamentais para o desenvolvimento do setor, em sua área de competência – destaca o diretor geral do Cepel, João Lizardo de Araújo, que proferiu palestra na reunião do Conselho Diretor do Clube de Engenharia no último dia 12 de novembro.

Segundo pesquisadores da instituição, em um sistema com as características do brasileiro, o ganho obtido pela coordenação e otimização do planejamento da expansão e da operação do parque gerador é considerável. No entanto, sustentam, essa coordenação é bastante complexa do ponto de vista técnico, tendo sido necessário o desenvolvimento, com tecnologia nacional, de modelos matemáticos e programas computacionais para dar suporte às decisões. Esses desenvolvimentos vêm sendo realizados há mais de 30 anos pelo Cepel, com participação técnica e suporte financeiro do Sistema Eletrobrás e apoio das demais empresas do setor, bem como de universidades.

– A cadeia de modelos para planejamento da expansão e da operação eletro-energética não tem similares em nível nacional ou internacional e resulta na otimização dos recursos naturais, na diversificação da matriz energética, na mini-mização de emissões de carbono, na maior confiabilidade do suprimento de energia, na modicidade tarifária e até mesmo no aumento da segurança energética nacional – garante o diretor de Pesquisa e Desenvolvimento do Cepel, Albert Cordeiro Geber de Melo.

PLANOS E ESTRATÉGIAS

No planejamento da expansão, um dos desafios é definir planos e estratégias de investimentos para construção de novas usinas e de novos troncos de interconexão que venham assegurar um suprimento confiável e de menor custo para a demanda futura de eletricidade. O planejamento do setor energético é de responsabilidade do Ministério de Minas e Energia (MME), sendo subsidiado pelos estudos realizados pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE). O Cepel tem contribuído nessa atividade por meio do desenvolvimento de uma cadeia de metodologias e programas computacionais cujos principais modelos são o MELP e o NEWAVE. Aspectos importantes, como os socioambientais e de uso múltiplo da água, passam a ser considerados de forma mais completa na elaboração de inventários de bacias hidrográficas. Da mesma forma, a avaliação ambiental integrada passa a ser considerada desde as fases iniciais do processo de planejamento.

Por outro lado, também é necessário definir uma estratégia ótima para a operação do sistema elétrico brasileiro. O planejamento, a programação e o despacho centralizados dos recursos de geração são realizados pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS). Para esse fim, o Cepel desenvolveu uma cadeia de metodologias e programas compu-tacionais, cujos principais modelos são os denominados NEWAVE, DECOMP e DESSEM. Em uma primeira etapa, definem-se as metas ótimas de geração hidrelétrica e termelétrica para as diversas regiões do país, bem como os intercâmbios energéticos entre elas (NEWAVE).

Em uma segunda etapa, são definidas as metas ótimas semanais de geração para cada usina hidrelétrica considerando-se restrições locais (DECOMP). Essas metas de geração são posteriormente refinadas na programação da operação do dia seguinte, levando-se em consideração a cronologia da curva de carga, restrições operativas ao nível de unidades geradoras e a modelagem linear da rede elétrica (DESSEM). Os custos marginais fornecidos pelos diversos modelos são utilizados pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) para formar a base do preço do mercado de curto prazo.

Compõem também essa cadeia modelos para previsão e geração de cenários sintéticos de vazões aos diversos aproveitamentos hidrelétricos, estudos de prevenção de cheias, análise de investimentos em projetos de geração de energia e metodologias para a incorporação da dimensão ambiental nas diversas etapas do processo de planejamento dos empreendimentos do setor elétrico, além da avaliação do potencial energético de sistemas isolados.

E no Laboratório de Computação Intensiva (LABCIN) do Cepel, são estudadas aplicações de técnicas de processamento distribuído a programas computacionais como NEWAVE, SUISHI e DECOMP, com o objetivo de reduzir significativamente o seu tempo de processamento.