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MS-PAR(p): generation of synthetic flow scenarios using a Markov-switching periodic auto-regressive model
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Pessanha, José Francisco Moreira

; Almeida, Victor Andrade de

; Chan, Priscilla Dafne Shu

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2023, Volume 28 elocation e44

Resumo: En Pt | Texto: En Pt | PDF: En | PDF: Pt

ABSTRACT The operation planning of the National Interconnected System (NIS) is based on optimization models that use synthetic inflow scenarios to represent the periodic behavior observed in historical data. Currently, the PAR(p)-A model (Periodic Autoregressive with Annual Component) is officially employed in computational models by the responsible organizations for short and medium-term operation planning. This paper has the aim of presenting an experiment using an alternative model that takes into consideration information regarding climatic variables, which can influence the hydrological regime of river basins and therefore the entire energy planning. The evaluated model employs the ONI index as a measure of the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) phenomenon, in addition to a Markovian switching process. The results of the experiment demonstrate that the methodology is able to capture the influence of this phenomenon on inflows and generate scenarios closer to observed flow values.

RESUMO O planejamento da operação do Sistema Interligado Nacional (NIS) é baseado em modelos de otimização que utilizam cenários SINtéticos de afluências que buscam representar o comportamento períodico observado no histórico dos dados. Atualmente, o modelo PAR(p)-A (Autoregressivo Periódico com Componente Anual) é empregado de forma oficial nos modelos computacionais pelos órgãos responsáveis no planejamento da operação no curto e médio prazo. O objetivo deste trabalho é apresentar um experimento utilizando um modelo alternativo que considera alguma informação sobre variáveis climáticas, que podem influenciar no regime hidrológico das bacias e, por consequência, em todo o planejamento energético. O modelo utilizado emprega o índice ONI como medida do fenômeno El Niño - Oscilação Sul, além de um processo de chaveamento markoviano. Os resultados do experimento mostram que a metodologia é capaz a influência deste fenômeno nas afluências e gerar cenários mais próximos dos valores de vazão observados.

https://doi.org/10.1590/2318-0331.282320230114

A framework to evaluate and compare synthetic streamflow scenario generation models
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Treistman, Felipe

; Penna, Débora Dias Jardim

; Khenayfis, Lucas de Souza

; Cavalcante, Nelson Bernardo Rodrigues

; Souza Filho, Francisco de Assis de

; Rocha, Renan Vieira

; Estácio, Ályson Brayner

; Rolim, Larissa Zaira Rafael

; Pontes Filho, João Dehon de Araújo

; Porto, Victor Costa

; Guimarães, Sullyandro Oliveira

; Pessanha, José Francisco Moreira

; Almeida, Victor Andrade de

; Chan, Priscilla Dafne Shu

; Lappicy, Thiago

; Lima, Carlos Henrique Ribeiro

; Detzel, Daniel Henrique Marco

; Bessa, Marcelo Rodrigues

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2023, Volume 28 elocation e43

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

RESUMO A geração de cenários sintéticos de vazões afluentes é particularmente importante em países como o Brasil, onde a geração de energia hidrelétrica desempenha um papel fundamental e é crucial lidar adequadamente com a incerteza da vazão futura. Este artigo apresenta um esforço colaborativo do setor elétrico brasileiro para aprimorar os modelos de geração de cenários de vazão, com foco em horizontes de até um ano. Cinco instituições propuseram metodologias diversas e a sua eficácia foi avaliada através de uma avaliação comparativa estruturada. Os resultados revelam os pontos fortes e as áreas de possíveis aprimoramentos em cada modelo. O modelo GHCen apresentou o melhor desempenho, destacando-se nas análises de curto prazo e de média móvel, enquanto o modelo PARX demonstrou desempenho superior em regiões específicas do Brasil. O PAR(p)-A, metodologia oficial no Brasil, foi o segundo melhor modelo na análise de médias móveis. Este artigo oferece informações valiosas para países que enfrentam desafios semelhantes de programação hidrotérmica e geração de cenários. Brasil futura ano estruturada destacandose destacando se móvel PARpA, PARpA PAR p A, PAR(p)-A móveis

ABSTRACT Synthetic streamflow scenario generation is particularly important in countries like Brazil, where hydroelectric power generation plays a key role and properly handling the uncertainty of future streamflow is crucial. This paper showcases a collaborative effort within the Brazilian electrical sector to enhance streamflow scenario models, focusing on horizons up to one year. Five institutions proposed diverse methodologies, and their effectiveness was evaluated using a comparative framework. The results reveal the strengths and areas for improvement in each model. GHCen emerged as the top performer, excelling in both short-term and moving average analyses, while the PARX model demonstrated superior performance in specific regions. The PAR(p)-A, which is the official methodology in Brazil, was the second-best model in the moving average analysis. This research offers valuable insights for countries facing similar hydrothermal scheduling and scenario generation challenges. Brazil crucial models year methodologies framework performer shortterm short term analyses regions PARpA, PARpA PAR p A, A PAR(p)-A secondbest second best analysis challenges

https://doi.org/10.1590/2318-0331.282320230115

ORGANIZING BUSINESS FORUMS WITH INTEGER LINEAR PROGRAMMING
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Pessanha, José Francisco Moreira

; Santos, Narcisa Maria Gonçalves dos

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Dez 2019, Volume 39 Nº 3 Páginas 379 - 392

Resumo: En | Texto: En | PDF: En

ABSTRACT Business associations often promote forums between entrepreneurs. One strategy for establish contacts among participants is to organize them into small groups assigning them to tables so that participants in the same group can present their companies and projects. After an interval, a new round begins with new groups in order to establish new contacts. The repetition of this strategy allows each participant to expand his/her business network, but the repeated contacts between participants should be avoided. We present an Integer Linear Programming model that minimizes the repeated contacts when the participants are successively assigned to new groups. The model was implemented in R programming language and it has been applied to organize business forums. In order to illustrate the model application, this paper shows the results from a case study with 108 participants.

https://doi.org/10.1590/0101-7438.2019.039.03.0379 1146 downloads

Electricity consumption forecasting using singular spectrum analysis
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Lima de Menezes, Moisés

; Castro Souza, Reinaldo

; Moreira Pessanha, José Francisco

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Abr 2015, Volume 82 Nº 190 Páginas 138 - 146

Resumo: Es En | Texto: Es En | PDF: Es | PDF: En

El Análisis Espectral Singular (AES) es una técnica no paramétrica que permite la descomposición de una serie de tiempo en una componente de señal y otra de ruido. De este modo, AES es una técnica útil para la extracción de la tendencia, la suavización y el filtro una serie de tiempo. En este artículo se investiga el efecto sobre el desempeño los modelos de Holt-Winters y de Box & Jenkins al ser aplicados a una serie de tiempo filtrada por AES. Tres diferentes metodologías son evaluadas con el enfoque de AES: Análisis de Componentes Principales (ACP), análisis de conglomerados y análisis gráfico de vectores singulares. Con el fin de ilustrar y comparar dichas metodologías, en este trabajo también se presentaron los principales resultados de un experimento computacional para el consumo residencial mensual de electricidad en Brasil.

Singular Spectrum Analysis (SSA) is a non-parametric technique that allows the decomposition of a time series into signal and noise. Thus, it is a useful technique to trend extraction, smooth and filter a time series. The effect on performance of both Box and Jenkins' and Holt-Winters models when applied to the time series filtered by SSA is investigated in this paper. Three different methodologies are evaluated in the SSA approach: Principal Component Analysis (PCA), Cluster Analysis and Graphical Analysis of Singular Vectors. In order to illustrate and compare the methodologies, in this paper, we also present the main results of a computational experiment with the monthly residential consumption of electricity in Brazil.

https://doi.org/10.15446/dyna.v82n190.43652 2948 downloads

ARTIFICIAL NEURAL NETWORK AND WAVELET DECOMPOSITION IN THE FORECAST OF GLOBAL HORIZONTAL SOLAR RADIATION
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Teixeira Júnior, Luiz Albino

; Souza, Rafael Morais de

; Menezes, Moisés Lima de

; Cassiano, Keila Mara

; Pessanha, José Francisco Moreira

; Souza, Reinaldo Castro

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Abr 2015, Volume 35 Nº 1 Páginas 73 - 90

Resumo: En | Texto: En | PDF: En

This paper proposes a method (denoted by WD-ANN) that combines the Artificial Neural Networks (ANN) and the Wavelet Decomposition (WD) to generate short-term global horizontal solar radiation forecasting, which is an essential information for evaluating the electrical power generated from the conversion of solar energy into electrical energy. The WD-ANN method consists of two basic steps: firstly, it is performed the decomposition of level p of the time series of interest, generating p + 1 wavelet orthonormal components; secondly, the p + 1 wavelet orthonormal components (generated in the step 1) are inserted simultaneously into an ANN in order to generate short-term forecasting. The results showed that the proposed method (WD-ANN) improved substantially the performance over the (traditional) ANN method.

https://doi.org/10.1590/0101-7438.2015.035.01.0073 4234 downloads

Avaliação cruzada das distribuidoras de energia elétrica
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Rezende, Sônia Maria de

; Pessanha, José Francisco Moreira

; Amaral, Roberta Montello

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Dez 2014, Volume 24 Nº 4 Páginas 820 - 832

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

No terceiro ciclo de revisão tarifária, a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) adotou uma metodologia baseada na Análise Envoltória de Dados (DEA) para a definição dos níveis eficientes dos custos operacionais das distribuidoras. Neste trabalho são apresentadas propostas que aprimoram a metodologia da Aneel. Em particular, propõe-se a segmentação do conjunto de distribuidoras por técnicas de análise de agrupamentos, com a finalidade de estabelecer comparações justas entre as empresas. Adicionalmente, visando obter índices de eficiência que levem em conta as avaliações realizadas pelos pares de cada empresa, propõe-se o uso da avaliação cruzada na definição dos níveis eficientes dos custos operacionais.

In its third round of tariff review, the Brazilian Electricity Regulatory Agency (Aneel) adopted a methodology based on data envelopment analysis (DEA) to define efficient levels of operational expenditure. This work presents proposals to improve Aneel's methodology. In particular, we propose the segmentation of the set of distribution utilities using cluster analysis techniques to establish fair comparisons between utilities. Additionally, we propose a cross evaluation model using the definition of efficient operational expenditure levels to achieve an efficiency index that accounts for peer evaluations.

3101 downloads

Custos operacionais eficientes das distribuidoras de energia elétrica: um estudo comparativo dos modelos DEA e SFA
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Souza, Marcus Vinicius Pereira de

; Souza, Reinaldo Castro

; Pessanha, José Francisco Moreira

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Dez 2010, Volume 17 Nº 4 Páginas 653 - 667

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

Este artigo apresenta medidas de eficiência para 40 distribuidoras de energia elétrica que operam no setor elétrico brasileiro. As medidas foram obtidas por modelos de análise envoltória de dados (DEA) e modelos de fronteira estocástica (SFA), duas técnicas que podem mitigar a assimetria de informação e aprimorar a habilidade do agente regulador comparar os desempenhos das distribuidoras, requisitos fundamentais em esquemas de regulação incentivada. As duas abordagens são apresentadas e os resultados obtidos pelos diferentes modelos são comparados.

This paper shows the efficiency measurements of 40 Brazilian electricity distribution companies. The efficiency scores are obtained using the data envelopment analysis (DEA) and stochastic frontier analysis (SFA) models, techniques that can reduce the information asymmetry and improve the regulator skills to compare the performance of the electricity companies, which are fundamental aspects of regulatory regimes. The two approaches are described, and the main results obtained from the different models are compared.

7566 downloads

Avaliação dos custos operacionais eficientes das empresas de transmissão do setor elétrico Brasileiro: uma proposta de adaptação do modelo dea adotado pela ANEEL
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Pessanha, José Francisco Moreira

; Mello, Marina Almeida Rego Figueira de

; Barros, Mônica

; Souza, Reinaldo Castro

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Dez 2010, Volume 30 Nº 3 Páginas 521 - 545

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

No setor elétrico brasileiro, as companhias de transmissão são remuneradas pela disponibilidade da capacidade de seus ativos, independentemente da quantidade de energia elétrica transmitida. Para induzir a operação eficiente das transmissoras, a ANEEL deve revisar periodicamente as receitas permitidas das transmissoras, considerando custos operacionais eficientes. Recentemente, a ANEEL publicou uma resolução em que descreve a metodologia utilizada no cálculo dos custos operacionais eficientes das transmissoras, a qual inclui um modelo de análise envoltória de dados (DEA). Neste trabalho propomos uma adaptação deste modelo DEA e apresentamos uma análise de sensibilidade dos resultados obtidos pelos dois modelos.

In the Brazilian power sector, the transmission companies (TRANSCOS) receive revenues by the availability of their transmission facilities, regardless of the amount of the electric power transmitted. To promote their efficient operation the regulator periodically revises the revenue caps. The calculation of efficient operational costs is the first stage of the tariff revision process. Recently, the regulator agent published a resolution describing the methodology used to set the revenues of the Brazilian TRANSCOS. This algorithm includes a data envelopment model (DEA) which is described in this paper. In this work we propose an alternative DEA model and present a comparison of the results obtained by the two models.

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Um modelo de análise envoltória de dados para o estabelecimento de metas de continuidade do fornecimento de energia elétrica
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Pessanha, José Francisco Moreira

; Souza, Reinaldo Castro

; Laurencel, Luiz da Costa

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Abr 2007, Volume 27 Nº 1 Páginas 51 - 83

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

Entre os aspectos da qualidade do fornecimento de energia elétrica destaca-se a continuidade, avaliada com base nos indicadores DEC e FEC que expressam, respectivamente, a duração e a freqüência das interrupções do fornecimento. Propõe-se uma nova implementação da regulação por comparação de desempenho na definição dos níveis toleráveis de DEC/FEC (metas de continuidade) para as concessionárias de distribuição e seus conjuntos de unidades consumidoras. Na abordagem proposta combinam-se dois modelos de Análise Envoltória de Dados (DEA) em um processo com dois estágios: primeiro um modelo DEA clássico estabelece quanto cada distribuidora deve melhorar globalmente os seus indicadores de continuidade, em seguida, por meio de um modelo para alocação de recursos, baseado em DEA, comparam-se os desempenhos dos conjuntos em uma mesma distribuidora e definem-se as metas locais de continuidade para cada conjunto. Apresentam-se metas locais para os conjuntos das duas principais concessionárias que atendem o Estado do Rio de Janeiro.

The main dimension of the electricity quality is the supply continuity. It is evaluated by indices SAIDI (System Average Interruption Duration Index) and SAIFI (System Average Interruption Frequency Index). This paper presents a new implementation of the yardstick competition that combines two Data Envelopment Analysis models (DEA) to set the continuity standards for the electricity distribution utilities and their groups of consumption units. The approach has two stages. First, a classical DEA model performs a comparative analysis between utilities to define global continuity standards for each utility; next, based on global standards, a model for resource allocation based on DEA establishes the local continuity standards for groups of consumption units in the same utility. Local standards for the consumption units groups of the main distribution utilities in the Rio de Janeiro State are presented.

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