Análise de ferramentas computacionais para cálculo das condições operativas do sistema interligado nacional

Abstract

Esta dissertação avalia o uso de ferramentas computacionais oficiais no planejamento da operação do Sistema Interligado Nacional (SIN), com ênfase na capacidade do modelo DECOMP de calcular e propagar condições operativas, especialmente os níveis de armazenamento dos reservatórios hidrelétricos. O objetivo central é quantificar erros de balanço hídrico, distinguir desvios decorrentes de premissas ex-ante daqueles associados à representação do sistema no modelo e investigar como tais erros se acumulam em estudos encadeados. A metodologia baseia-se na execução automatizada de estudos sequenciais e encadeados de NEWAVE e DECOMP, utilizando decks oficiais publicados pela CCEE e dados verificados da operação obtidos nos portais de Dados Abertos do ONS. Para isolar o efeito das incertezas de entrada, são construídos estudos em que premissas como hidrologia, carga, geração térmica, geração hídrica, mini e microgeração distribuída e geração não simulada individualmente são progressivamente substituídas por valores observados. Nessas configurações, o DECOMP é avaliado ora como ferramenta de cálculo de balanço hídrico e propagação de reservatórios, ora como otimizador hidrotérmico ex-post, conforme o grau de liberdade mantido na simulação. Os resultados indicam que imprecisões no cálculo das condições operativas podem produzir desvios relevantes entre operação planejada e realizada, especialmente quando reutilizadas em estudos encadeados, nos quais erros semanais aparentemente pequenos podem se acumular ao longo do horizonte. Como aplicação complementar, avaliam-se impactos potenciais desses desvios sobre despacho térmico, PLD e um mecanismo exploratório de dupla precificação. A contribuição principal do trabalho está na proposição de uma metodologia automatizada de backtesting, na avaliação quantitativa do erro de cálculo de reservatórios e na análise da propagação de desvios em estudos encadeados.This dissertation evaluates the use of official computational tools in the operational planning of the Brazilian Interconnected Power System (SIN), with emphasis on the capability of the DECOMP model to compute and propagate operating conditions, particularly hydroelectric reservoir storage levels. The main objective is to quantify water balance errors, distinguish deviations arising from ex-ante assumptions from those associated with the model representation, and investigate how such errors accumulate in interlinked studies. The methodology is based on the automated execution of sequential and interlinked NEWAVE and DECOMP studies, using official datasets published by CCEE and verified operational data obtained from ONS open data portals. To isolate the effect of input uncertainties, simulations are constructed in which relevant assumptions, such as hydrology, load, thermal generation, hydro generation, distributed micro- and mini-generation, and non-individually simulated generation, are progressively replaced with observed values. Under these configurations, DECOMP is evaluated either as a tool for water balance calculation and reservoir state propagation or as an ex-post hydrothermal optimizer, depending on the degrees of freedom preserved in each simulation. The results indicate that inaccuracies in the calculation of operating conditions may produce relevant deviations between planned and actual operation, especially when reused in interlinked studies, where apparently small weekly errors may accumulate over the simulation horizon. As a complementary application, the potential effects of these deviations on thermal dispatch, PLD formation, and an exploratory double-pricing mechanism are assessed. The main contribution of this work lies in the proposal of an automated backtesting methodology, the quantitative evaluation of reservoir calculation errors, and the analysis of error propagation in interlinked studies.