Métricas de avaliação e monitoramento

O artigo “Métricas de avaliação e monitoramento” foi publicado no Canal Energia, na seção OPERAÇÃO SISTEMA INTERLIGADO – no dia 

Link para o artigo: [Canal Energia]

O PDF do artigo completo pode ser baixado em: [Download]

Um dos trabalhos científicos mencionados no artigo “Métricas de avaliação e monitoramento” pode ser obtido em [Download]. Neste trabalho, onde mostramos os impactos da inconsistência entre modelos de planejamento simplificados e operação real do sistema, destacamos a seguinte passagem:

Dentro das limitações impostas pelas hipóteses, modelos e dados utilizados neste estudo de caso, os resultados encontrados destacam os seguintes riscos decorrentes das duas simplificações analisadas (restrições de linha e critério de segurança): 1) alterações nos níveis ótimos de armazenamento; 2) sobrecusto na operação total do sistema; 3) grande impacto no mercado de curto prazo com o aumento expressivo de picos de PLD não verificados na política  consistente; 4) imprevisibilidade dos picos de PLD e despacho termelétrico sob a ótica dos modelos de planejamento que utilizam tais simplificações; e 5) potencial viés otimista em metodologias do setor que utilizam o PLD ou despacho planejado como dados de entrada, dentre elas,  cálculo de garantias físicas, COP e CEC em leilões de energia nova.

Sobre o mercado elétrico e a necessidade de reestruturação institucional: artigo Valor Econômico – Janeiro 2019

O modelo operativo atualmente em vigor no setor elétrico brasileiro tem como pressuposto a coordenação centralizadas dos recursos energéticos pelo Operador Nacional do Sistema, o ONS, através de custos auditados. Esse modelo teve papel fundamental nos anos 1990, quando descobríamos os benefícios da gestão integrada de recursos hídricos em um sistema com ampla diversidade e complementaridade de regimes hidrológicos. No entanto, desde o fim do racionamento, início dos anos 2000, a implementação de um mercado por ofertas é cada vez mais reconhecida como a solução pró eficiência para o esgotamento do atual modelo setorial.

O modelo operativo atualmente em vigor no setor elétrico brasileiro tem como pressuposto a coordenação centralizada dos recursos energéticos pelo Operador Nacional do Sistema, o ONS, através de custos auditados. Esse modelo teve papel fundamental nos anos 1990, quando descobríamos os benefícios da gestão integrada de recursos hídricos em um sistema com ampla diversidade e complementaridade de regimes hidrológicos. No entanto, desde o fim do racionamento, início dos anos 2000, a implementação de um mercado por ofertas é cada vez mais reconhecida como a solução pró eficiência para o esgotamento do atual modelo setorial. O modelo atual, onde todos os dados e visões de futuro são geridos de maneira centralizada, vem se mostrando, crise após crise, incapaz de reagir em tempo hábil às adversidades climáticas, físicas, econômicas e políticas. Mesmo após ampla reforma regulatória promovida em 2004, a ausência de incentivos para a eficiência operativa e a falta de coerência na responsabilização dos agentes por suas ações e precisão na informação de dados técnicos permaneceram, em grande parte, inalterados. E, apesar das inúmeras demonstrações de esgotamento do modelo centralizado e do crescente clamor por um modelo mais coerente com os incentivos de mercado, ainda assim, pouco se avançou no debate técnico sobre essa transição.

Para continuar lendo o artigo, baixe aqui o PDF.

Keynote Speaker in the 3º Workshop in Complex Energy Systems, CES 2018

Invited by Dr. Rodrigo Moreno (University of Chile), Alexandre Street (PUC-Rio), Goran Strbac (Imperial College) and Daniel Kirschen (University of Washington) are the Keynote speakers of the 3º workshop in Complex Energy Systems (CES 2018), that will be held in Santiago, Chile, on November 22, 2018. Click on the link to open the Workshop Website.

The main objective of Dr. Moreno with this workshop is to present to the chilean electricity industry and academic community the new advances and innovative practices in power system operations and planning under high renewable integration. He organized a series of talks and panels to cover relevant and timely topics with local and international experts of the field. The primary theme is the optimal balance between flexibility and robustness in the planning level to ensure an economical and resilient operation under high uncertainty levels in both long and short term horizons.

Workshop Chile 2018

 

 

 

PROFESSOR

O professor é aquele que prestou atenção no caminho pelo qual aprendeu… e se encantou. O seu encantamento foi tal que encheu seu coração de amor, não lhe restando outra alternativa senão falar, contar, ensinar. Pois a boca fala do que o coração está cheio. Assim, ensinar transcende o conceito fim. Ensinar é manifestar o amor causado pelo encantamento de aprender.

Alexandre Street, 15 de Outubro de 2018.

Abaixo minha homenagem a grandes professores da minha vida: Alvaro Veiga, Cristiano Fernandes, Mario Veiga Pereira, Luiz Augusto Barroso, Sergio Granville. Com especial carinho ao Professor Monfort e Carlos Boia (sem foto deles), professores de física e biologia no Colégio Isa Prates entre 1994 a 1996.

PROFESSORES DO STREET

 

Artigo Valor Econômico: A bem-­vinda revisão do método de cálculo “do preço” da energia elétrica

Para ler o artigo publicado no Valor Econômico em 1 Set. 2016,

clique no link: [Download PDF] [Download Imagem Jornal].

Links relacionados:  [Artigo Time Inconsistency] e [Artigo Co-otimização de Energia e Serviços Ancillares].

A seguir faço algumas considerações complementares.

Vale ressaltar que ao criarem o título para o artigo acabou faltando a parte “do preço”, que coloco aqui apenas para tornar mais objetivo. Contudo, o título preferencial deste artigo seria: “A revisão da metodologia de cálculo do preço da energia elétrica deve ser ampla e induzir à coerência e robustez regulatória“. Obviamente não é um título bacana e, portanto, foi “limado” pelo editor, com toda a razão. Aproveito para deixar expresso aqui a minha mais profunda gratidão e congratulação à equipe de redação e editoração do Valor Econômico pelo espaço que tem sido dado a esse tema nos últimos anos. Espero que com este artigo possamos atingir os leitores desse importante e renomado canal de comunicação, que contempla uma significante parcela de pessoas formadoras de opinião da nossa sociedade, e causar uma “reflexão positiva e proativa” em cada um deles. Por reflexão positiva e proativa quero dizer uma reflexão que produza ações positivas para a sociedade, pois precisando ajudar o atual movimento de mudança de status quo setorial que só atende à agenda individual de alguns poucos agentes.

Abaixo apresento parte do estudo mencionado. Nele calculamos o efeito isolado de se implementar uma política operativa que desconsidera no cálculo do valor da água o impacto do critério de segurança n-1 e restrições de transmissão (segunda lei de Kirchhoff). Como, na prática, o elétron não gosta de desrespeitar as leis de Kirchhoff e o critério de segurança é de fato implementado, a etapa de planejamento que calcula o valor da água através do custo esperado de operação para o futuro fica míope a estas restrições e, portanto, otimista. O impacto desta miopia vai muito além do sobre custo com uma operação que não se prepara para adversidades. Os preços de curto prazo também ficam significativamente alterados e voláteis.

O Brasil utiliza o critério n-2, o que significa que o sistema é capaz de contornar a perda de qualquer 2 elementos sem interrupção de fornecimento. Isso é bom, pois introduz segurança. Contudo, altera significantemente a maneira com que se opera o sistema se comparado a uma operação que não considera tal critério. Grosso modo, o operador tende a espalhar a geração entre um monte de geradores para que no caso em que um ou dois deles falhem o sistema não fique muito prejudicado e consiga contornar a falta. Assim, criamos um caso de estudo controlado em que a política operativa é planejada sob um modelo simplificado do sistema, que desconsidera o critério n-1 e restrições de transmissão no cálculo do valor da água (benefício de se guardar água para o futuro), mas que na etapa de implementação, em que o custo imediato e futuro da água são equilibrados para se determinar a operação que será realizada de fato, utiliza um modelo mais detalhado que considera as restrições para o período corrente. Dessa forma, o equilíbrio entre o custo imediato do uso da água e o custo futuro fica prejudicado, pois a visão de futuro está míope às restrições enquanto que a visão imediata está super realista a respeito delas.

Ao simularmos essa política híbrida de operação, que toma decisões de um passo à frente impondo tais restrições mas não as considera na função de custo futuro, observamos um sobre custo de aproximadamente 100% com relação ao custo esperado da política simplificada, que finge que estas restrições não existem (essa operação é inviável e só serve para fins de planejamento). Ou seja, quando planejamos sem impor o critério de segurança e as restrições de linha, imaginamos que vamos obter uma operação para os próximos 5 anos que custa, digamos, X bilhões de reais. Mas ao simularmos a implementação da política realista, que é míope para o futuro com relação às duas restrições, mas as vivencia na prática (no presente), obtemos um custo ao final de 5 anos igual a 2X. A explicação que encontramos foi simples: o sistema leva sustos e é muito caro não se preparar corretamente para o futuro. Além disso, a necessidade não prevista do uso de recursos caros para suprir os déficits criados pelas restrições não contabilizadas no planejamento, produzem picos altíssimos de preços de curto prazo, o famoso PLD – preço de liquidação de diferenças – que é utilizado para liquidar todos os contratos, geração e consumos no mercado de curto prazo.

Contudo, o mais interessante é ver o que acontece se, então, o critério de segurança e as restrições de transmissão forem incorporadas na etapa de planejamento. Neste caso, elas seriam consideradas em ambos os lados da balança que mede o equilíbrio entre o custo imediato e o custo futuro da água. O resultado é super positivo; o modelo de planejamento passa a reproduzir exatamente o que é realizado na operação real dentro deste experimento e o custo total fica somente 7.9% acima do custo da política operativa de referência (a política imaginária simplificada que ignora essas features). Ou seja, ao melhorarmos nossa visão do futuro, somos capazes de otimizar o uso dos recursos hídricos e contornar as restrições de tal maneira que ficamos apenas 7.9% mais caros com relação ao caso simplificado, onde essas restrições não afetariam o sistema. Obviamente este custo de referência, X, do caso simplificado, é apenas um custo imaginário. Mas ele é uma referência do menor custo possível. Uma espécie de caso ideal simplificado e optimista. Na realidade, como as restrições existem na prática, só temos duas escolhas, ou nos protegemos contra esses detalhes ou não. No primeiro caso o custo é 1.079X e no segundo 2X. E com a desculpa de falta de poder computacional, em pleno século 21 – com super computadores e softwares conhecidamente capazes de realizar tal tarefa, escolhemos o 2X.

Esses resultados foram aceitos para publicação na IEEE Transactions on Power System em 2017. Eles podem ser encontrados na íntegra no link a seguir: [Artigo Time Inconsistency].

Estes e outros resultados foram obtidos na dissertação de mestrado de um dos nossos brilhantes alunos do programa de pós-graduação do departamento de engenharia elétrica da PUC-Rio, Arthur Brigatto. O Arthur, que foi orientado por mim e pelo professor Davi Valladão (Eng. industrial da PUC-Rio) e, portanto, fez parte do laboratório de pesquisa que mantemos aqui na PUC-Rio, o LAMPS (Laboratory of Applied Mathematical Programming and Statistics), atualmente trabalha em uma empresa do setor elétrico. Em sua dissertação, outros resultados de grande relevância foram obtidos. Um deles que merece destaque foi  a modelagem que integra a co-otimização da energia e reservas (serviços ancillares) ao planejamento hidrotérmico. Este pode ser encontrado no link a seguir: [Artigo Co-otimização de Energia e Serviços Ancillares].