INCLUSÃO DE RESTRIÇÕES AMBIENTAIS EM UM MODELO SIMPLIFICADO DA PRODUÇÃO HIDRELÉTRICA NA CASCATA DO RIO IGUAÇU

O Brasil é um dos maiores países do mundo em extensão e em disponibilidade hídrica, atualmente está no ranking dos maiores produtores de energia elétrica por meio das usinas hidrelétricas. A energia produzida nas hidrelétricas é considerada limpa e renovável, no entanto, suas instalações e a maneira com que elas são operadas diariamente, afetam principalmente a fauna e flora das regiões lindeiras aos reservatórios.
A ideia principal, neste trabalho, foi otimizar a manutenção e equalização dos volumes das águas de 5 reservatórios que compõem a cascata do rio Iguaçu/PR. Com isso, possibilitar a melhora da estabilidade para os biomas que constituem os perímetros das regiões alagadas. 
Para isso, este trabalho abordou e implementou um modelo simplificado da operação da cascata, incluindo uma restrição ambiental para minimizar a variação dos volumes dos reservatórios.
O modelo foi implementado utilizando ambiente de desenvolvimento integrado AMPL, e os testes foram realizados utilizando o Solver SCIP. A função objetivo do modelo, engloba o atendimento à demanda, o vertimento e a variação dos volumes dos reservatórios. Cada parte da função objetivo, possui seu próprio peso para atuar como penalidades na função de minimização. Nas restrições, além dos limites físicos para cada usina, considerou-se o somatório da geração da cascata por período/estágio. Porém, para fins de simplificação, a função de produção energética foi implementada de maneira linear, ao considerar as alturas de queda e produtibilidades constantes.
Como dados de entrada, foram utilizados dados cadastrais e parâmetros, oriundos dos modelos Newave, Decomp e Dessem, juntamente com os dados reais praticados pelas usinas estudadas. Foi escolhido trabalhar com um caso de teste contendo 12 estágios e uma discretização semanal, contendo 168 horas (7 dias) em cada estágio, resultando em um horizonte de 3 meses. Ao observar o comportamento dos dados em mãos, neste horizonte é possível perceber as mudanças nas operações, como o nítido deplecionamento ou replecionamento dos reservatórios.
O modelo tem como saída um planejamento da operação da cascata, apresentando valores ajustados para as gerações elétricas, volumes, vertimentos, turbinamentos, afluências e defluências para cada usina em cada estágio. Observou-se nesta otimização, que a variação do volume total foi 14,6% menor que a praticada, sem afetar a quantidade de geração elétrica produzida pela cascata em cada estágio. 
Os próximos passos são: adicionar maiores detalhes ao modelo; realizar experimentos com outros segmentos de horizontes de dados; adicionar mais restrições ambientais como os fluxos e níveis dos reservatórios. Por fim, este estudo mostrou a possibilidade de inclusão de variáveis ambientais nas operações das usinas em cascata sem afetar a geração elétrica, com isso, tentar amenizar os impactos causados ao ecossistema.