Short term hydrothermal operation planning model using semidefinite programming

Orientadores: Secundino Soares Filho, Leonardo Silveira de Albuquerque MartinsTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A presente pesquisa considera o desenvolvimento de dois modelos de otimização para o problema de planejamento da operação de curto prazo de sistemas hidroelétricos e termoelétricos de potência (POCP). Cada um destes problemas foi formulado como um modelo não-linear inteiro misto de grande porte, resolvido usando as vantagens da programação semidefinida (SDP) aplicada a relaxação de problemas quadrático na função objetivo e quadrático nas restrições (QCQP). Os modelos deverão encontrar uma programação de operação ótima das usinas hidroelétricas e termoelétricas para um horizonte de tempo de um dia ou uma semana, com discretização horária. A função-objetivo de minimização representa o custo do uso da água das usinas hidroelétricas e no caso do modelo termoelétrico considera os custos dos combustíveis, sendo nos dois casos são considerados custos de arranque das unidades. O uso de variáveis binárias para despacho de máquinas e restrições não-lineares produto da modelagem do sistema de transmissão, tornam estes problemas de uma alta complexidade. A técnica de solução para o modelo hidroelétrico utilizou um algoritmo de B&B com uma heurística alternativa para problemas de grande porte. No caso do modelo termoelétrico foi aplicada uma descomposição inteira-SDP baseada na decomposição de BendersAbstract: This research considers the development of two optimization models for short-term hydroelectric and thermoelectric scheduling (STHTS). Each of these problems has been formulated as a nonlinear mixed model integer large scale, solved using the advantages of semidefinite programming (SDP) applied to relaxation of quadratic constrained quadratic programming (QCQP). The models should find optimal operation scheduling of hydroelectric and thermoelectric plants for a time horizon of a day or a week discretized in hours. The objective function to be minimized is the cost of water use of hydroelectric power plants and for thermoelectric model considers the combustible costs, also in both cases the units start-up costs are considered. The use of binary variable for unit commitment representation and non-linear constraints of the transmission system, turn those problems a high complexity problem. The solution technique for the hydropower model was by a B & B algorithm with a heuristic alternative to large scale problems. In the case of thermoelectric model was applied a decomposition integer SDP based on Benders decompositionDoutoradoEnergia ElétricaDoutor em Engenharia Elétrica2013/07570-7FAPESPCAPE