Multi-objective cooperated operation of reservoirs : a case Study in the rio Tietê basin

Orientador: Alberto Luiz FrancatoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A operação de reservatórios envolve um grande número de variáveis de decisão, as quais se arranjam para atender a um ou mais objetivos. Uma decisão que contempla mais de um objetivo pode ser estabelecida de acordo com as preferências do decisor, porém decisões de alta complexidade e impacto são mais defensáveis quando podem ser subsidiadas por modelos matemáticos de auxílio à tomada de decisão. O objetivo deste trabalho é a avaliação dos usos de água referentes à geração de energia hidroelétrica, navegação fluvial e abastecimento urbano de água, utilizou-se o Método dos Pesos e a Teoria dos Jogos (TJ) para subsidiar o tratamento multiobjetivo do problema. Para isso foram estabelecidos dois modelos com suporte da otimização via programação não linear, que contemplam as metodologias dos dois métodos mencionados. Os resultados obtidos por ambos os métodos foram próximos, sendo que o método dos pesos apresenta um menor grau de complexidade em sua estruturação, já a Teoria dos Jogos cooperativos, com embasamento em Harsanyi, se mostrou eficaz para o estudo e resultados coerentes com os métodos tradicionais. A TJ se mostrou mais eficiente em cenários com maior número de graus de liberdade e assim, indicada para situações onde é possível descumprir relaxar condições de contorno (restrições) em função de uma melhora global no resultado. Com a comparação dos resultados em cada caso, confirmou-se a viabilidade de aplicação de ambos os métodos como ferramenta de suporte à tomada de decisão em uma bacia hidrográfica, ressalta-se que a TJ tem solução ótima mais defensável em comparação com a programação multiobjetivo pois não precisa da atribuição de pesos aos objetivos. Assim confirma-se a tese de que a aplicação da TJ num problema de operação de reservatórios com múltiplos objetivos é tão eficiente quanto as aplicações tradicionais em que os "players" são diferentes agentes, mas todos concorrendo no mesmo objetivoAbstract: The reservoir operation involves many decision variables, which are chose to meet one or more objectives. A decision that has more than one objective can be established according to the preferences of the decision maker, but decisions of high complexity and impact are more defensible when they can be subsidized by mathematical models of decision support. The objective of this work is to evaluate the water uses related to the generation of hydroelectric power energy, river navigation and urban water supply. Using the Weights Method and Game Theory (GT) to support the multiobjective treatment of the problem. Two models were established with support of the optimization through nonlinear programming, which contemplate the methodologies of the two mentioned methods. The results by both methods were close, and the weights method presents a lower degree of complexity in its structuring, whereas the Cooperative Games Theory, based on Harsanyi, was effective for the study and results consistent with the methods traditional. The GT proved to be more efficient in scenarios with greater degrees of freedom and thus, indicated for situations where it is possible to relax boundary conditions (restrictions) due to an overall improvement in the result. With the comparison of the results in each case, the viability of applying both methods as a tool to support decision making in a watershed was confirmed, it is emphasized that the GT has an optimal solution that is more defensible in comparison with multiobjective programming because it does not need the attribution of weights to the objectives. This confirms the thesis that the application of GT in a problem of operation of reservoirs with multiple objectives is as efficient as the traditional applications in which the players are different agents, but all concurring in the same objectiveDoutoradoRecursos Hidricos, Energeticos e AmbientaisDoutor em Engenharia Civi

Linking experiments with the real world

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