Projetos de PD&I
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Aerogerador Integrado às Fontes de Energia Solar, Storage e Hidráulica como Plataforma de Desenvolvimento
A intermitência solar e eólica em usinas elétricas pode causar instabilidades em todo o sistema elétrico e na rede local. Soluções tecnológicas recentes apontam para o uso integrado de plantas eólicas e solares num mesmo local. Este projeto visa contribuir para uma integração mais inteligente do sistema nacional de energia e mais adequado às características locais, tendo como base a energia eólica integrada a outros processos de conversão de energia. São introduzidos equipamentos e sistemas que representam uma alternativa inovadora para a melhoria da qualidade, eficiência e confiabilidade do sistema de geração de energia elétrica. O projeto se configura como uma excelente oportunidade para implantação de uma plataforma para desenvolvimento de soluções para melhoria da operação, supervisão e controle inteligentes e integrados, disponibilizando as melhores tecnologias emergentes.
Ampliação dos Leilões de Expansão no Modelo Institucional do Setor Elétrico
Análise para Aperfeiçoamento dos Sinais Horossazonais
A proposta parte das principais causas potenciais de diferenças de custos de produção nas diferentes horas do dia e meses do ano: variação dos custos marginais de curto prazo, diferenças nos índices de perdas, elevação do canal de fuga das usinas hidrelétricas, produção inflexível durante a madrugada. Nesta etapa, o impacto potencial de cada uma destas possíveis fontes de variações de custos é estimado.
Em seguida, é desenvolvida metodologia de aplicação para ferramentas existentes com o intuito de obter sinais horários e sazonais para energia, baseados em custos marginais, incorporando todos os itens identificados como relevantes na primeira etapa que são passíveis de consideração dentro das possibilidades atuais de modelagem do sistema. A metodologia está sendo avaliada com vistas à sua possível incorporação no processo de realinhamento tarifário no âmbito da revisão tarifária periódica.
Avaliação do Ciclo de Vida na Geração e Armazenamento de Energia Elétrica no Brasil: Uma Abordagem Socioambiental e Energética
São avaliados os seguintes sistemas de geração e armazenamento de energia elétrica: (i) Usinas hidrelétricas; (ii) Usinas termoelétricas a gás natural; (iii) Usinas de geração a biomassa da cana de açúcar; (iv) Usinas solares fotovoltaicas; (v) Usinas eólicas; (vi) Usinas reversíveis; (vii) Baterias de íon-lítio.
Ao fim, é construída uma ferramenta computacional para apoiar decisões sobre expansão da geração de energia elétrica no Brasil.
Cálculo e Revisão de Certificados de Garantia Física no Brasil
Em linhas gerais, o projeto de PD&I propõe que o rateio do bloco hidráulico entre as hidrelétricas seja realizado com base na renda spot de cada usina (metodologia conhecida como Benefício Marginal), considerando um ajuste para calcular corretamente o benefício a jusante da existência de reservatórios. Como resultado, observa-se que a nova metodologia de rateio resulta em uma alocação mais justa da GF, aumentando o valor para usinas com reservatório.
Captura de Carbono em Plantas de Bioeletricidade
– Identificação das biomassas com potencial de aproveitamento para geração de energia elétrica em larga escala
– Exame conceitual dos rendimentos técnicos de conversão destas biomassas em eletricidade
– Construção de technology landscape para a captura de carbono em plantas industriais
– Realização de prova de conceito da captura de carbono
– Modelagem financeira do negócio com análise de riscos
– Elaboração de business case
Case Study: Modeling Steel, Descarbonization, Options in Brazil
Desenvolvimento de Plataforma de Gerenciamento de Riscos de Disponibilização e Comercialização de Geração
No sentido de adequar a ferramenta à realidade da empresa e ao ambiente real a que esta está sujeita, são mapeados e modelados os fatores latentes de risco que são integrados à plataforma de maneira a considerá-los no momento de traçar novas estratégias e nas análises realizadas.
A plataforma é elaborada de forma a ser compatível com uma política global de gerência de risco da empresa. Em outras palavras, este ambiente é capaz de incorporar as restrições e objetivos especificados para o setor de geração, provenientes de uma política de risco corporativa adotada pela empresa como um todo, e de supri-la com os resultados obtidos tanto através de indicadores de desempenho quanto com cenários de resultados. Neste sentido, são pesquisadas medidas de risco e suas aplicabilidades em contextos realistas, de forma a proporcionar indicadores de risco de fácil interpretação financeira e de grande poder sobre o controle dos riscos modelados.
Para isso, são ministrados cursos de formação em gerência de risco e na utilização prática desta plataforma, com o intuito de munir os tomadores de decisão de conhecimento e intuição sobre os modelos e técnicas utilizadas que a empresa tem à disposição.
Desenvolvimento do Mercado de Gás Natural no Brasil para Geração de Energia Elétrica
Incentivos Regulatórios de Soluções Digitais para Performance da Geração Hidrelétrica
Inserção de Armazenamento para Suporte à Geração Eólica
Inserção de Sistema de Armazenamento por Baterias na Rede Básica
Inserção Técnico-Comercial de Geração Solar Fotovoltaica na Rede de Distribuição
Investigação dos Fatores que Interferem na Performance do MRE
Metodologia de Pegada de Carbono para Sistemas de Geração e Distribuição
O desenvolvimento de uma metodologia para Pegada de Carbono segue o mesmo processo, independente da natureza da empresa de energia (distribuidora ou geradora). As diferenças estão nos resultados de cada uma das etapas descritas a seguir. Variáveis como tamanho da empresa, dispersão geográfica ou complexidade das operações alteram a necessidade de horas trabalhadas e recursos disponíveis.
Metodologia para determinação de estratégia de contratação do MUSD
A técnica empregada é baseada em:
Abordagem estocástica: criação de cenários temporal e espacialmente coerentes de geração e carga do sistema interno da distribuidora e do restante do SIN;
Para a amostragem dos cenários de geração e carga utiliza-se técnicas tanto de séries temporais como de amostragem não-paramétrica;
Integração do sistema interno da distribuidora e suas relações com o SIN para a criação de cenários de carga e geração;
O horizonte de simulação multi-anual (4 anos) é discretizado em intervalos de tempo de 15 minutos, e simulações de fluxo de potência são realizadas para cada discretização temporal;
Primeiramente, sondagem de todos os casos correspondentes a discretizações temporais de 15 minutos por fluxo de potência linearizado sem perdas, e depois simulações dos casos com fluxos mais severos nos pontos de conexão com representação de perdas;
Contratação integrada do MUSD/MUST, sob critério de risco: abordagem de programação matemática clássica.
Metodologia para Seleção de Locais para a Implantação de Usinas Hidrelétricas Reversíveis
Modelagem de Termelétricas e Terminal de Regaseificação para Nomeação de Cargas de GNL sob Incertezas
Modelo de Avaliação de Fluxo de Caixa para Projetos de Geração com Fontes Alternativas
Inicialmente, realiza-se um mapeamento de fatores de riscos e precificação de projetos: nesta etapa são identificados os principais fatores de risco de cada tecnologia de geração, como risco hidrológico, risco ambiental, risco de construção, tecnológico, câmbio e combustível. Para cada um destes itens, se propõe traduzir os fatores de risco em cenários com respectivas probabilidades de ocorrência. Dessa maneira, o sistema permite ao usuário modelar a incerteza do custo de investimento através de cenários com diferentes valores de custo de investimento, sendo cada um deles associado a diferentes valores de probabilidade. Além disso, o usuário pode gerar diferentes cenários de evolução dos indexadores, de maneira a captar o risco da indexação do investimento e combiná-lo com outros riscos também modelados. A entidade reguladora (no caso brasileiro a ANEEL) estabelece uma série de rigorosas penalidades financeiras em caso de atraso na entrada em operação da usina. A modelagem dessas penalidades e a simulação de possíveis cenários de atraso estão incluídas neste sistema. O usuário pode modelar a incerteza na data de entrada em operação da usina através de cenários com diferentes períodos de atraso e diferentes custos associados a este atraso (podendo este custo até mesmo estar vinculado ao PLD), sendo cada um deles associado a diferentes valores de probabilidade. Com isso, o usuário pode simular o impacto na rentabilidade do projeto destes possíveis atrasos, combinando este risco com outros riscos também modelados. Em seguida, é proposto um modelo de avaliação de investimentos sob incerteza, que determina a competitividade de um projeto de geração considerando seus riscos, incertezas e de acordo com o grau de aversão ao risco do empreendedor. Finalmente, a parte final propõe uma metodologia para comparar distintas tecnologias de investimento em geração considerando suas incertezas e riscos intrínsecos, ilustrando como calcular o prêmio de risco de cada alternativa de investimento e verificando o impacto de cada incerteza intrínseca do projeto na variância do seu retorno esperado. A metodologia pode ainda ser estendida para analisar uma carteira de projetos, determinando o ganho da combinação em um mesmo portfólio dos diferentes investimentos em ativos de geração frente aos projetos candidatos individualmente.
Modelo Econômico e Socioambiental da Produção de Hidrogênio e Produtos de Baixo Carbono na Indústria Sucroalcooleira
Modernização das Tarifas de Distribuição de Energia Elétrica
O projeto Tarifa Moderna é concebido com o objetivo de analisar diferentes metodologias de tarifação para o segmento de Distribuição com a proposição de metodologias adequadas ao caso brasileiro. Essas novas metodologias são capazes de fazer frente aos desafios enfrentados pelo setor no contexto da transição tecnológica e de mudança no comportamento do consumidor. Assim, o projeto é colocado em prática através de 3 subprojetos.
O subprojeto 1 – Visão Estratégica Setorial tem como foco realizar um olhar estratégico sobre as mudanças que vêm ocorrendo no setor elétrico no contexto internacional de forma a observar as principais tendências e desafios do setor no mundo. A partir dessa visão internacional, o subprojeto 1 busca traduzir tais tendências para o contexto do segmento de Distribuição do Setor Elétrico Brasileiro (SEB), resultando em cenários de difusão dos recursos energéticos distribuídos.
A partir do cenário estratégico analisado, o subprojeto 2 – Metodologias de desenho de tarifa para o serviço fio e desafios de implementação tem por objetivo avaliar metodologias existentes de desenhos de tarifa para a proposição de novas modalidades tarifárias para o SEB, considerando os cenários de difusão dos recursos distribuídos. Dada sua importância e complexidade, o escopo do subprojeto 2 é endereçado a duas executoras, uma tratando das propostas tarifárias de curto prazo e outra para a elaboração das propostas tarifárias de longo prazo. Nesse sentido, são simuladas diversas propostas de metodologia de tarifa fio utilizando dados reais do contexto brasileiro. Ainda, neste subprojeto, são geradas ferramentas de simulação com o objetivo de facilitar a análise das propostas pelos agentes do setor e disseminar o conhecimento. Ainda no âmbito do subprojeto 2, é realizada pesquisa amostral com consumidores residenciais e comerciais de baixa tensão, em áreas urbanas e rurais, com cobertura geográfica nacional. A pesquisa permite avaliar o entendimento do consumidor sobre sua tarifa e fatura, bem como a aceitação do consumidor em relação a novas formas de tarifação.
Por fim, o subprojeto 3- Análise de Impacto Regulatório, avalia de forma qualitativa e quantitativa os impactos de cada proposta de modalidade tarifária resultante do subprojeto 2 em agentes dos segmentos de consumo, geração e distribuição. A análise dos impactos considera aspectos técnicos e regulatórios do setor elétrico brasileiro e o desenvolvimento do software para avaliação do comportamento do consumidor frente à possibilidade de atender a resposta da demanda ou inserir geração e armazenamento distribuído em sua residência.
Novos modelos regulatórios de remuneração para as distribuidoras do futuro
Realizando o mapeamento e análise de experiências internacionais na regulação da distribuição de energia elétrica visando a inserção de REDs e plataformas de serviços distribuídos, seguido de um diagnóstico da regulação vigente no Brasil vis-à-vis a experiência internacional. Com esses insumos, e considerando uma análise das tendências e impactos dos Recursos Energéticos Distribuídos no setor elétrico (e, em particular, na atividade de distribuição de energia) e das plataformas de serviços distribuídos, é construída uma proposta inicial de aprimoramento na regulamentação vigente da distribuição de energia, que é submetida a uma análise qualitativa (através de matrizes SWOT) e quantitativa (com os dois modelos de simulação construídos no projeto). Os resultados dessas análises levam à consolidação da versão final da proposta de aprimoramento da regulação da distribuição.
Operação Estocástica Horária e Reserva de Potência para o SIN com Incertezas de Fontes Renováveis
O número de restrições do problema de despacho estocástico é reduzido devido à técnica de affine rules. O primeiro conjunto de equações e restrições do modelo representa uma “trajetória operativa de referência”, dada pela estimativa de máxima verossimilhança dos cenários ponderados de demanda, renováveis etc. Um segundo conjunto adicional de equações e restrições representa o fato de os valores realizados de produção renovável e demanda, a cada hora, serem diferentes das previsões. Como consequência, é necessário fazer um ajuste operativo (desvio com relação à trajetória de referência). As variáveis de decisão do problema de otimização sob incerteza são os coeficientes de ajuste de cada gerador (similar ao Controle Automático de Geração), conhecidos na literatura como affine decision rules. O problema final corresponde a um modelo de programação inteira mista (MIP) de grande porte. Um resultado adicional do modelo é a reserva de geração dinâmica.
Planejamento da Expansão Geração-Transmissão com Usinas Hidrelétricas Reversíveis
Planejamento integrado e flexível de sistemas de transmissão
Previsão de Demanda, Preços e Lastro para Mercados de Energia
O modelo é estruturado em Julia. Para restabelecer a dinâmica entre o mercado regulado e o mercado livre, é utilizado o equilíbrio de mercado estocástico, que integra otimização estocástica multi-estágio e teoria de jogos. Para a modelagem dos agentes, é considerado que cada um deles busca maximizar a sua expectativa de receita ajustada a risco, utilizando a métrica CVaR. Para estabelecer o equilíbrio, é utilizada a maximização da Welfare, ou seja, maximizar a soma das funções objetivo de todos os agentes, respeitando o perfil de risco de cada um deles, sendo utilizado MOPED para modelagem das restrições. Além disso, o modelo desenvolvido é integrado com os modelos OptGen (otimização da expansão) e OptFolio (otimização da contratação sob a ótica do agente), para avaliar como a perspectiva do gerador difere da visão do planejador centralizado no sentido da viabilidade da construção de nova capacidade de geração, e determinar qual a expansão de menor custo sistêmico.
Projeto META II – Formação de preço
Propostas de Metodologias para a Formação de Preços por Oferta no Brasil
Sistema de Avaliação de Geração (Genesys) – Redesenvolvimento do Software
Sistema de Otimização do Fornecimento de Carvão Mineral para Usinas Termelétricas (MOCCA)
Sistemática de Leilão Combinatório para os Produtos de Lastro e Energia no Setor Elétrico Brasileiro
Software para Avaliação de Potencial Hidrelétrico e Divisão de Quedas
A função objetivo do modelo maximiza os benefícios econômicos do desenvolvimento energético da bacia hidrográfica considerando os custos com obras civis, equipamentos eletromecânicos e socioambientais dos projetos candidatos. A formulação deste problema matemático e a busca de métodos de solução é, sem dúvida, o aspecto mais original deste projeto. Existem também outros aspectos originais, como: (i) O desenvolvimento de uma arquitetura computacional para a execução distribuída (nas nuvens) durante a fase de construção dos projetos candidatos, que requer intenso processamento computacional para executar funções do Sistema de Informações Georreferenciadas (SIG); e (ii) A geração automática de orçamentos dos projetos através de custos unitários (informados pelo usuário) e quantitativos das diferentes estruturas dos projetos candidatos (i.e. barragens, vertedouros, turbinas, etc.) que são dimensionados segundo o Manual de Inventário da Eletrobrás.
UK Pact – Energy Transition and Industrial Descarbonization in Brazil – Support the Steel Industry to Achieve Sectoral Mitigation Goals
