Optimization of Large-Scale Hydrothermal System Operation

This paper presents the development of a mathematical model to optimize the management and operation of the Brazilian hydrothermal system. The system consists of a large set of individual hydropower plants and a set of aggregated thermal plants. The energy generated in the system is interconnected by a transmission network so it can be transmitted to centers of consumption throughout the country. The optimization model offered is capable of handling different types of constraints, such as interbasin water transfers, water supply for various purposes, and environmental requirements. Its overall objective is to produce energy to meet the country's demand at a minimum cost. Called HIDROTERM, the model integrates a database with basic hydrological and technical information to run the optimization model, and provides an interface to manage the input and output data. The optimization model uses the General Algebraic Modeling System (GAMS) package and can invoke different linear as well as nonlinear programming solvers. The optimization model was applied to the Brazilian hydrothermal system, one of the largest in the world. The system is divided into four subsystems with 127 active hydropower plants. Preliminary results under different scenarios of inflow, demand, and installed capacity demonstrate the efficiency and utility of the model. From this and other case studies in Brazil, the results indicate that the methodology developed is suitable to different applications, such as planning operation, capacity expansion, and operational rule studies, and trade-off analysis among multiple water users. DOI: 10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000149. (C) 2012 American Society of Civil Engineers.

Histórico, tendências e perspectivas no planejamento espacial de usinas hidrelétricas brasileiras: a antiga e atual fronteira Amazônica

Os empreendimentos hidrelétricos são alternativas favoráveis economicamente em função do grande potencial hidrelétrico disponível no território brasileiro. Apesar de serem notórias em causar significativa degradação ambiental, conformam historicamente uma importante controvérsia do setor energético brasileiro. Orientado por esta problemática, o presente trabalho tem como objetivo principal analisar o histórico e as tendências do planejamento espacial de usinas hidrelétricas no Brasil, interpretando-os a partir da relação entre o potencial hidrelétrico disponível no espaço e o grau de disciplinamento do uso e ocupação do espaço no tempo. Até a década de 1970, a implantação de hidrelétricas ocorreu, relativamente, à luz de menor grau de disciplinamento de uso e ocupação do espaço, como foi o caso das hidrelétricas de Balbina e Tucuruí, as quais também induziram a primeira grande crise ambiental do setor e favoreceram a criação dos instrumentos de política ambiental, em 1981. As décadas de 1980 e 1990 são caracterizadas por um vazio de planejamento de hidrelétricas, o que é retomado a partir de 2000 em função de um ambiente econômico internacional favorável aos investimentos em infraestrutura, resultando no aumento da exploração do potencial hidrelétrico orientada especialmente para a região Amazônica. Porém, esta reorientação depara-se com um maior grau de disciplinamento do uso do espaço que acaba vinculando novas dimensões para o planejamento espacial de hidrelétricas, especialmente em regiões com alta sensibilidade socioambiental, como é o caso da Amazônica. Ainda assim, esta região é aquela que ainda detêm o maior potencial hidrelétrico a ser explorado, o que faz dela a escolhida como a fronteira hidrelétrica da década de 2010.