CEMIG: até 46,6 hm³ de água por mês a menos na programação da UHE Três Marias, em estudo

Até 46,6 hm³

de água por mês a menos no estudo da UHE Três Marias, frente a regras usuais de acionamento das unidades

≈ 7×

o volume útil de uma usina como a UHE Baguari, de 6,8 hm³

Automática

a correção das restrições violadas no programa do DESSEM, antes feita à mão

Semi-horário

o programa diário de geração, com vazões e nível dos reservatórios

Todo dia, cada hidrelétrica precisa definir quantas unidades geradoras acionar, quanto cada uma vai gerar e como isso afeta o reservatório e as usinas a jusante. A programação precisa atender à curva de carga e à demanda do ONS sem desperdiçar água:

• Turbinas diferentes. Cada unidade tem sua curva de rendimento e suas faixas operativas, que mudam com a queda líquida.
• Usinas em cascata. A água turbinada em uma usina leva tempo para chegar à próxima, e o balanço hídrico precisa fechar em todas.
• Muitas restrições ao mesmo tempo. Vazão ambiental, taxa de variação da vazão, níveis operativos, faixas das unidades e manutenções programadas.
• Correções manuais. Ajustar à mão as restrições violadas no programa do DESSEM toma tempo da equipe todos os dias.

Com o HPO, a programação diária passou a ser simulada e otimizada sobre um modelo fiel de cada usina e da cascata:

1. Modela as usinas como operam

   curva de rendimento de cada turbina e do gerador, faixas operativas por queda líquida, perdas hidráulicas, reservatórios e tempo de viagem da água entre as usinas.

2. Otimiza o despacho com múltiplos objetivos

   quantas unidades acionar, como dividir a geração entre turbinas diferentes, como encaixar as manutenções e como reduzir partidas e paradas, atendendo à curva de carga e ao nível desejado do reservatório no fim do dia.

3. Corrige e entrega o programa

   verifica as restrições físicas, ambientais, elétricas e do ONS, corrige automaticamente as violações e gera o programa semi-horário, que o programador aceita ou ajusta antes do envio.

O HPO se integra aos sistemas de previsão de afluência, disponibilidade de máquinas e volume dos reservatórios, roda em nuvem e atende várias equipes ao mesmo tempo.

No estudo da UHE Três Marias, o despacho do HPO foi comparado a três regras usuais de acionamento das unidades geradoras. Para gerar a mesma energia, as regras usuais gastaram mais água: entre 5,9 e 46,6 hm³ por mês, conforme a regra. O maior valor equivale a quase sete vezes o volume útil de uma usina como a UHE Baguari.

Nas usinas em que o HPO opera, a análise do programa do DESSEM mostra onde estavam as restrições violadas que o sistema passou a corrigir automaticamente. Mais da metade envolvia a vazão ambiental:

Com as correções feitas pelo sistema, a equipe deixa de ajustar o programa à mão e recebe um programa que já respeita as restrições ambientais e operativas.

• Mais energia por metro cúbico. A combinação de unidades escolhida pelo HPO gasta menos água para a mesma geração, preservando o reservatório.
• Restrições ambientais respeitadas por padrão. Vazão ambiental, taxa de variação e níveis entram no programa como regra, com menos risco de violação.
• Programação rápida e auditável. O programa diário sai otimizado, com as correções registradas, e a equipe decide antes do envio ao ONS.
• Menos desgaste das máquinas. O despacho busca reduzir partidas e paradas das unidades geradoras.

• Você opera hidrelétricas com unidades geradoras diferentes ou usinas em cascata.
• A programação diária e o envio ao ONS dependem de ajustes manuais e de poucos especialistas.
• Restrições ambientais e operativas tornam a programação difícil de fechar no tempo disponível.

Começamos pelos seus dados: customizamos o gêmeo, validamos o resultado em cenários e piloto e só então escalamos. Os resultados deste case refletem as condições das usinas estudadas.