O SUISHI é um programa de simulação a usinas individualizadas em sistemas hidrotérmicos interligados aplicado, principalmente, na realização de estudos de planejamento energético. O modelo possui três modos de simulação: hidrotérmica, para cálculo de energia firme e de simulações para cálculo de energia garantida. 

No modo de simulação hidrotérmica, o modelo SUISHI recebe a política de operação construída pelo modelo NEWAVE, representada pelas funções de custo futuro de cada mês, tendo como objetivo a individualização, por usina hidrelétrica, das metas de geração obtidas para cada reservatório equivalente de energia (REE). Neste modo, todos os dados de entrada do problema podem variar dinamicamente ao longo do tempo, possibilitando a análise, por exemplo, do efeito do crescimento de mercado ou dos impactos de antecipação/atraso da entrada em operação de novas unidades geradoras, além de fornecer estimativas de intercâmbios inter-regionais e de geração térmica e hidráulica a usinas individualizadas.  

O modo de simulação para cálculo de energia firme calcula a carga crítica de um sistema hidroelétrico estático e as energias firmes das usinas hidrelétricas que o compõem. Este modo de simulação é usado oficialmente no setor elétrico brasileiro, no processo de cálculo da garantia física de energia de novos empreendimentos hidrelétricos e na revisão da garantia física de empreendimentos existentes. 

Por fim, o modo de simulação para cálculo de energia garantida calcula a carga crítica de um sistema hidrotérmico e as energias garantidas das usinas que o compõem. Para a convergência da carga crítica, este modo de simulação utiliza os critérios estabelecidos pela Resolução CNPE nº 9, de 28 de julho de 2008, ou seja, custo marginal de operação igual ao custo marginal de expansão, com o risco de déficit limitado a 5%. Os novos critérios de garantia de suprimento, definidos pela Resolução CNPE nº 29, de 12 de dezembro de 2019, ainda não são considerados.  

Programa Conversor 

Quase a totalidade dos dados de entrada para a elaboração de estudos com o modelo SUISHI é proveniente do deck de dados do modelo NEWAVE. O programa CONVERSOR lê e converte estes dados para o formato de leitura do SUISHI.

Figura 1 – Tela de Conversão de um Caso NEWAVE em um Caso SUISHI 

Interface Gráfica na Plataforma ENCAD 

Para facilitar a visualização e a edição dos dados de entrada do modelo SUISHI, a plataforma ENCAD é responsável por importar os arquivos de dados de entrada do modelo SUISHI, previamente gerados pelo programa CONVERSOR, e exibi-los em diferentes telas de acordo com a sua natureza. 

Figura 2 – Tela de Exibição dos Dados de Cadastro das Usinas Hidrelétricas 

Estratégia de Solução do Modelo SUISHI 

1.  Módulo de Otimização do Balanço Hidrotérmico entre Subsistemas Equivalentes

Na realização de simulações da operação energética do parque hidrotérmico do sistema, o processo de solução adotado pelo modelo SUISHI é dividido em duas etapas principais. A primeira consiste na otimização do balanço hidrotérmico entre subsistemas equivalentes, o que, a rigor, equivale ao problema resolvido pelo modelo NEWAVE durante a simulação final da operação do sistema. Nesta etapa, o objetivo do modelo SUISHI é, com base na política de operação definida pelo NEWAVE (contida na função de custo futuro de cada mês), definir metas de geração hidráulica a REEs, metas de geração térmica, e intercâmbios de energia que minimizem a soma do custo presente com o custo futuro de operação ao longo de todo o horizonte de planejamento.  

Já na segunda etapa, as metas de geração hidráulica, predeterminadas a REEs, alimentam o módulo de simulação a usinas individualizadas do modelo SUISHI. O objetivo desta etapa é alocar as metas de geração hidráulica de cada subsistema entre as usinas hidrelétricas por meio da aplicação de regras heurísticas operativas, procedimento este denominado simulação da operação.  

2.  Módulo de Simulação a Usinas Individualizadas

Dentre outros fatores, o processo de simulação da operação a usinas individualizadas do modelo SUISHI é baseado principalmente em:  

(i) divisão dos reservatórios em faixas operativas; 

(ii) manutenção de todos os reservatórios do sistema, tanto quanto possível, dentro de uma mesma faixa operativa, e; 

(iii) estabelecimento de prioridades para o enchimento e o esvaziamento dos reservatórios que se encontram na mesma faixa operativa.  

As prioridades citadas no item (iii) são baseadas na produtibilidade acumulada de cada usina hidroelétrica do subsistema, sendo que as usinas com elevada produtibilidade acumulada possuem prioridade de esvaziamento frente às usinas com baixa produtibilidade acumulada, e vice-versa. Outras possibilidades de priorização também são permitidas pelo modelo.  No cálculo de energia firme, onde apenas o parque hidrelétrico é considerado, as simulações realizadas pelo modelo SUISHI utilizam somente o módulo de simulação a usinas individualizadas, sem que o mesmo seja precedido pela execução do módulo de otimização do balanço hidrotérmico entre subsistemas.  

3. Módulo de Divisão da Geração Hidráulica Individualizada por Patamar de Carga

O módulo de otimização do modelo SUISHI fornece resultados para até cinco patamares de carga, enquanto os resultados do módulo de simulação são obtidos em patamar de carga único. Por este motivo, permite-se que as gerações hidráulicas individualizadas sejam divididas por patamar de carga.

Figura 3- Fluxograma de funcionamento do modelo SUISHI para Simulações Hidrotérmicas 

Outras características do modelo SUISHI 

• pode simular até 15 subsistemas hidrotérmicos eletricamente interligados em malha, levando em conta limites nas capacidades de intercâmbio de energia nos dois sentidos; 
• considera restrições operativas locais decorrentes do uso múltiplo da água, como vazão máxima para controle de cheias, vazão mínima para saneamento ou navegação, desvio de vazão do rio para irrigação, além de operar usinas que estão sujeitas a regras e bacias especiais de operação, como as localizadas nas bacias dos rios Paraíba do Sul e São Francisco; 
• simula múltiplas séries hidrológicas em paralelo, permitindo a fácil obtenção de índices probabilísticos de desempenho do sistema para cada estágio da simulação; 

• calcula o período crítico de um sistema puramente hidráulico, com as usinas consideradas em um único sistema; 
• calcula a energia firme do sistema e a participação de cada usina, para um período crítico calculado ou informado pelo usuário; 
• disponibiliza valores de potências disponíveis por aproveitamento, para utilização em balanço de ponta e estudos de confiabilidade.

Figura 4– Representação das Usinas Localizadas na Bacia do Rio Paraíba do Sul