Implicit Stochastic Optimization for deriving reservoir operating rules in semiarid Brazil

Abstract

Este artigo investiga a aplicação de Otimização Estocástica Implícita (OEI) para determinar regras de operações mensais em um sistema de reservatórios localizado no nordeste semi-árido brasileiro. OEI emprega um modelo de otimização determinística para encontrar alocações ótimas do reservatório sob vários cenários possíveis de afluências e posteriormente constrói as regras a partir da análise deste conjunto de liberações ótimas. As políticas operacionais fornecem a alocação mensal do reservatório condicionada ao armazenamento no início do mês e a afluência prevista para o mês. Além da clássica análise de regressão, este estudo estabelece as regras por meio de uma estratégia de interpolação bidimensional. Após a sua identificação, as regras são aplicadas para operar o sistema sob novas realizações de afluências e mostram habilidade para produzir políticas semelhantes às obtidas a partir de otimização determinística tendo estas mesmas afluências como previsão perfeita.._________________________________________________________________________________________ ABSTRACT: This paper deals with the application of Implicit Stochastic Optimization (ISO) to determine monthly operating rules for a reservoir system located in the semiarid Northeast of Brazil. ISO employs a deterministic optimization model to find optimal reservoir allocations under several possible inflow scenarios and later constructs the rules by analyzing the ensemble of these optimal releases. The operating policies provide the monthly reservoir release conditioned on the storage at the beginning of the month and the inflow predicted for the month. In addition to the classical regression analysis, this study establishes the rules by a two-dimensional interpolation strategy. After the rules are identified, they are applied to operate the system under new inflow realizations and show ability to produce policies similar to those obtained by deterministic optimization taking the same inflows as perfect forecasts.