Otimização de regras de operação de reservatórios com incorporação da previsao de vazão

Abstract

Em uma seqüência de dois artigos são avaliados os benefícios da previsão de vazão de afluência na operação de um reservatório. Neste primeiro trabalho é apresentada uma metodologia para a otimização de regras de operação para controle de cheias (curvas-guia) de um reservatório com base na previsão de vazão, utilizando uma técnica de parametrização, simulação e otimização. Segundo a metodologia apresentada, a curva-guia é representada por segmentos de reta, sendo as coordenadas dos extremos desses segmentos as variáveis de decisão. Um método de otimização por simulação, baseado em um algoritmo evolucionário e na simulação de balanço hídrico do reservatório em intervalo de tempo diário, é utilizado para otimizar a curva-guia parametrizada. O modelo foi aplicado a um problema baseado nos dados do reservatório de Três Marias, no Rio São Francisco, no período de 1964 a 2001. A regra de operação otimizada foi testada posteriormente em um período de verificação, de 1931 a 1964. Nos dois períodos as vazões observadas (naturais) foram utilizadas como previsões de vazão para o futuro, num cenário ideal ou de previsões perfeitas. Os resultados mostram que a definição de regras de operação baseadas em curvas-guia parametrizadas e na combinação de modelos de otimização e simulação é uma alternativa viável para este tipo de problema. No segundo artigo as previsões perfeitas são substituídas por previsões reais, obtidas a partir de previsões quantitativas de chuva aplicadas a um modelo hidrológico de transformação chuva-vazão.

An assessment of the benefits of streamflow forecasting in multipurpose reservoir operation is presented in two papers. This first study presents a methodology for optimization of rule-curves for reservoir operation based on inflow forecast. An operational rule in the form of a linear rule-curve was used in reservoir operation. The rule-curve was optimized through a parametrization, simulation and optimization approach using an evolutionary algorithm. The reservoir operation simulation model uses available inflow forecasts. The Três Marias dam, in the São Francisco river basin, was selected for study. This multipurpose reservoir was operated focusing on two water uses: flood control and power generation. The operation rule was used later in the real time operation of the reservoir. Flexibilization of the rule-curve based on inflow forecast information is the main advantage of the technique presented over the currently used methodologies. Flexibilization means that flood control volumes are increased when events greater than the design events are expected, and flood control volumes are reduced when smaller events than the design events are expected. Flexibilization of rule-curves provides benefits in multipurpose reservoir operation with conflicting uses, as flood control and power generation.