Na foto, o engenheiro Márcio Luiz Bloot, gerente do projeto. Foto: Ângela H. Weber

Uma ferramenta inovadora na operação do sistema elétrico nacional foi apresentada nesta quinta-feira (16), em Curitiba, a diversas concessionárias do setor de energia, durante o Workshop de Encerramento do Projeto Estratégico de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) do Programa de P&D da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). O evento, promovido pela Copel no auditório do Lactec, expôs aos participantes o Phoenix, um novo sistema computacional capaz de otimizar a forma como geramos energia no País.

Com liderança da Copel e participação de outras empresas concessionárias de energia, o projeto “Otimização do Despacho Hidrotérmico através de Algoritmos Híbridos com Computação de Alto Desempenho”, batizado simplesmente como Phoenix, foi desenvolvido por um grupo de trabalho formado por representantes do Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento (Lactec) e Universidade Federal do Paraná (UFPR). Trata-se de um sistema computacional que promete otimizar a operação das usinas hidrelétricas e termelétricas – resultando, assim, no melhor aproveitamento de seu potencial de geração e em economia de recursos vultosos.

O projeto foi desenvolvido a partir de chamada publicada pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) ao setor, da qual resultaram cinco grupos no País para estudar o assunto, considerado estratégico. A maioria dos trabalhos apenas aperfeiçoa o modelo já existente. Diferenciado, o projeto paranaense funciona auxiliando o operador do sistema na tomada de decisões sobre quais usinas operar e de que maneira. “É extremamente inovador, com o objetivo de analisar o SIN (Sistema Interligado Nacional) através de outros paradigmas”, define o engenheiro Márcio Luiz Bloot, gerente do projeto.

“Investimos na pesquisa de novas técnicas de pesquisa operacional, inteligência artificial, computação de alto desempenho e processamento distribuído, que resultaram em um modelo totalmente novo e aberto ao que existe de mais moderno em diversas áreas de pesquisa”, explica.

COMO FUNCIONA

O sistema de geração de energia no Brasil, composto por usinas hidro e termelétricas, frequentemente leva os operadores a um dilema: utilizar ou economizar água? Isso acontece porque, de acordo com a quantidade de chuvas que se estima para um determinado período, faz-se um cálculo de quanta água é necessário guardar nos reservatórios das usinas, como reserva para o caso de atingirem níveis críticos.

Se o operador opta por gerar mais com hidrelétricas e chove conforme o previsto, boa escolha. Porém, se não chove o quanto se espera, os reservatórios ficam em déficit. Acionam-se as termelétricas, que demandam gastos em queima de óleo, gás, carvão… “Atualmente, caso estime que as chuvas serão parcas e a opção seja acionar as termelétricas e poupar a água das hidrelétricas, é bom torcer para que a previsão se cumpra. Caso contrário, será necessário verter o excesso dos reservatórios, perdendo energia em potencial, e ainda arcar com os gastos que envolvem a produção da energia térmica”, explica o engenheiro Carlos Fernando Bley, um dos participantes do grupo de trabalho que criou o Phoenix.

É aí que entram os programas computacionais, que permitem uma série de simulações, levando em conta os índices pluviométricos de determinadas regiões e as operações previstas para cada caso. Os programas utilizados até hoje, no entanto, são restritos. Permitem que os reservatórios sejam controlados, mas não individualmente. Ao baixar o reservatório equivalente (que estipula a média para todas as hidrelétricas de uma região), baixa-se os reservatórios de todas as usinas, e não de acordo com a necessidade de cada uma delas.

Contornar esse problema é um dos diferenciais do Phoenix. Seu módulo de inteligência artificial permite ajustar características difíceis de otimizar de forma tradicional. Ou seja, se existe intenção que alguma usina mantenha determinado nível, ele pode fazer isso. “Na essência, ajuda a operar individualmente, sob alguns critérios, cada hidrelétrica”, afirma Bley.

E isso vai além do controle do nível do reservatório, envolvendo ainda fatores como a restrição elétrica (que alia a capacidade de geração à de transmissão, evitando produzir mais energia do que se pode “retirar” da usina). Além do alto grau de seletividade, o Phoenix também permite processamentos bem mais rápidos e simultâneos entre usinas. Comandos que levariam dias passam a demandar horas – o que permite, inclusive, que tarefas possam ser executadas paralelamente.

Todas essas características fazem do Phoenix uma inspiração. “Ideias originais deste projeto, como otimização multi-objetivo do despacho hidrotérmico, consideração das restrições elétricas na simulação e o modelo CARMA para geração de séries sintéticas já estão sendo consideradas como avanços importantes e possivelmente serão espelhadas por outros centros de pesquisas”, afirma o gerente Márcio Bloot.

Isso sem falar na otimização de uso dos recursos financeiros – uma vez que, ao selecionar a operação das usinas, escolhendo qual vai gerar e qual vai esperar, e no tempo adequado, evita-se gastos desnecessários. “E como tudo isso envolve muito dinheiro – bilhões de dólares –, pequenas melhoras significam grandes lucros”, conclui o engenheiro Carlos Bley.

PESSOAL

O investimento neste projeto, elaborado com recursos da Aneel para atender a uma demanda do setor como um todo, também fez diferença no que tange ao desenvolvimento de pessoal. “Envolve mestrandos, bolsistas, apresentações em seminários… Ou seja, há toda uma formação profissional específica em torno do tema, que prepara muita gente para trabalhar no setor”, avalia Bley.

O Phoenix tornou-se, assim, um importante canal de comunicação entre os setores produtivo e de pesquisa – premissa dos países desenvolvidos que se torna também preocupação no Brasil. “A apresentação do problema da otimização do despacho hidrotérmico ao Lactec e à UFPR resultaram em um novo grupo de pesquisadores capaz de debater o planejamento energético nacional. Ao conversarmos com os pesquisadores eles sempre ressaltaram a importância do diálogo entre a indústria e a academia, que de fato ocorreu neste projeto”, finaliza Bloot.

WORKSHOP

O desenvolvimento do projeto no âmbito da Copel foi realizado pelos profissionais da Superintendência de Planejamento da Operação e de Comercialização de Energia (SPO) – responsáveis pelo gerenciamento técnico – e da Coordenação de Pesquisa e Desenvolvimento (CPQ) – no que tange às questões de gestão financeira e contábil.

Além da apresentação aos profissionais da Copel e representantes das concessionárias, durante o workshop, o projeto já havia sido mostrado à Aneel, ao Operador Nacional do Sistema (ONS), à Empresa de Pesquisa Energética (EPE), vinculada ao governo federal, e à Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), que viabiliza o comércio de energia no mercado nacional.

Fonte: ANPr