Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Doutor em Ciências (D.Sc.)

Aplicação de Processamento Paralelo ao Problema de Planejamento da Operação de Sistemas Hidrotérmicos Baseado em Cluster de Computadores

Roberto José Pinto

Setembro/2011

Orientadores:

Carmen Lucia Tancredo Borges Maria Elvira Piñeiro Maceira

Programa:

Engenharia Elétrica

      Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma estratégia de paralelização aplicada ao problema de planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos. Esse problema foi resolvido por programação dinâmica dual estocástica, com a determinação de um plano de operação para cada usina, minimizando o valor esperado do custo total da operação do sistema ao longo do horizonte de planejamento. A cada estágio e para cada estado do sistema (nível de armazenamento e afluências nos meses anteriores), o problema de operação hidrotérmica é modelado como um problema de programação linear e as variáveis duais associadas à sua solução são utilizadas para a construção dos cortes de Benders. O plano de operação é representado pela função de custo futuro (FCF), que é aproximada através de uma função linear por partes, construída iterativamente por estes cortes. No processo de construção da FCF é aplicada uma estratégia de paralelização, pois, em cada estágio e estado do sistema, são resolvidos tantos problemas de despacho de operação quantos forem os cenários de afluência para o período e estes problemas são independentes entre si.
      A estratégia de paralelização proposta utiliza as funções da biblioteca MPI para a comunicação entre os processadores, além de possuir um balanceamento dinâmico, de forma a minimizar o tempo ocioso dos processadores. Além disto, diversos procedimentos foram executados de forma a tornar a eficiência final a melhor possível.