Modelos de otimização para o problema de portfólio de um gerador hidrelétrico em um ambiente de mercados de energia

Abstract

Uma companhia geradora em um sistema elétrico descentralizado pode comercializar energia através de contratos bilaterais e de futuros, além de participar de diferentes merca- dos, como os do dia-seguinte, ajustes e regulação. A companhia deve decidir sua atuação buscando uma relação de compromisso entre lucro e risco, de acordo com o seu per l de investimento, o que recebe o nome de problema de portfólio. Para o caso particular de um gerador hidrelétrico, esse problema apresenta características adicionais, como o gerencia- mento dos reservatórios ao longo do ano e a transmissão hidráulica entre as usinas, cujas implicações são pouco investigadas na literatura atual. O primeiro problema analisado neste trabalho consiste no portfólio de uma companhia hidrelétrica decidindo sua atuação nos mercados de futuros e pool para um período de 1 ano. Neste trabalho é proposto um modelo de otimização estocástica linear inteiro misto para este problema, considerando restrições hidráulicas e de mensuração de risco, sendo aplicado em um sistema de testes com 15 usinas hidrelétricas. O segundo problema considerado é o portfólio de uma com- panhia hidrelétrica planejando sua participação nos mercados do dia-seguinte, ajustes e regulação para um período de 24 horas. Foi proposto um modelo de otimização estocás- tica quadrático inteiro misto para este problema, incluindo a linearização da função de produção, restrições hidráulicas e de mensuração do risco, sendo aplicado em um sistema de teste composto por uma cascata com oito usinas hidrelétricas.

An energy generation company acting in a decentralized power market have the option to commercialize its energy using bilateral and futures contracts, in addition to partici- pate in di erent trading arenas, like the day-ahead, regulation and adjustment markets. The company should decide its participation aiming at a balance between pro ts and as- sociated risk, known as the portfolio problem. Considering a hydroelectric company, this problem has additional characteristics, like the reservoir's management over the year and the hydraulic transmission between the plants in the same hydraulic cascade, whose im- plications are hardly investigated in the current literature. The rst problem analyzed in this work is the portfolio of a hydroelectric company looking for the optimal participation in the futures and pool markets through 1-year period. We propose a linear stochastic mixed-integer optimization model for this problem, including hydraulic constraints and risk measurement, which is tested in a system composed by fteen hydroelectric plants. The second problem analyzed in this work is the portfolio of a hydroelectric company planning its participation in the day-ahead, regulation and adjustment markets for a 24- hours period. We propose a quadratic stochastic mixed-integer optimization model for this problem, including the energy production curve linearization, hydraulic constraints and risk measurement, which is applied to a cascade with eight hydroelectric plants.