Contribuições do Prof. Street para o estado da arte em Planejamento da Transmissão e Programação Diária (unit commitment)

O Prof. Street fez contribuições pioneiras para a tomada de decisão sob incerteza na operação e no planejamento de sistemas de energia elétrica. Seus trabalhos avançaram significativamente o estado da arte na representação de incertezas em problemas de unit commitment (UC) e planejamento de transmissão ao integrar de maneira eficiente o critério de segurança n-K e a incerteza de fontes renováveis nesses problemas, utilizando otimização robusta. Ele publicou o primeiro artigo no IEEE TPWRS sobre otimização robusta aplicada à operação de sistemas de potência [1] e abriu caminho para muitos trabalhos subsequentes. Esse trabalho seminal eliminou a necessidade de representar explicitamente todos os estados pós-contingência no modelo para definir endogenamente as quantidades de reserva integradas com o cronograma de energia. Seu artigo aplicou a teoria da dualidade para demonstrar que o critério de segurança n-K é essencialmente um problema de otimização robusta, conectando os padrões de confiabilidade à teoria da otimização robusta e desbloqueando novos métodos para resolver problemas de sistemas de energia cientes das incertezas. Sua liderança nessa área é notável. Ele contribuiu continuamente para a teoria e a prática, generalizando essas ideias para um critério conjunto de segurança de geração e transmissão [2][3], incorporando a incerteza das fontes renováveis [4], melhorando o realismo dos piores cenários renováveis com uma nova abordagem de representação de dependência espacial e temporal baseada em dados [5], e conectando práticas da indústria com métodos de ponta de otimização robusta por distribuição através de um novo conjunto de ambiguidade condicional no planejamento de transmissão [6].

Os trabalhos pioneiros do Prof. Street na integração eficiente de critérios de segurança e incerteza renovável em modelos de unit commitment e planejamento [1]-[6] tiveram um impacto profundo, com mais de 900 citações diretas. Esses trabalhos estabeleceram um novo paradigma para abordar a incerteza nas operações de sistemas de energia e se tornaram fundamentais, influenciando muitos estudos subsequentes e pesquisadores que estenderam e aplicaram seus métodos a vários aspectos da otimização de sistemas de potência. Desde a operação e o planejamento de sistemas de potência até o gerenciamento de portfólios físicos e financeiros em mercados de eletricidade, um grande número de trabalhos importantes utilizou e citou os artigos do Prof. Street para apoiar novas maneiras de lidar com a incerteza em aplicações relacionadas de forma eficiente. Por fim, as contribuições e melhorias significativas nos métodos e teoria de ponta aplicados à modelagem de incertezas no planejamento de sistemas de potência foram amplamente reconhecidas pelas comunidades de sistemas de potência e pesquisa operacional por meio de prêmios importantes. Atualmente, o Prof. Street é um dos 3 principais pesquisadores brasileiros que mais contribuem para o planejamento de transmissão e unit commitment nos principais periódicos IEEE Transactions.

Principais contribuições para unit commitment e planejamento de transmissão nos principais periódicos IEEE Transactions:

[1] A. Street, F. Oliveira and J. M. Arroyo, "Contingency-Constrained Unit Commitment With n−K Security Criterion: A Robust Optimization Approach," IEEE TPWRS, 2011.

[2] A. Street, A. Moreira and J. M. Arroyo, "Energy and Reserve Scheduling Under a Joint Generation and Transmission Security Criterion: An Adjustable Robust Optimization Approach," IEEE TPWRS, 2014.

[3] A. Moreira, A. Street and J. M. Arroyo, "An Adjustable Robust Optimization Approach for Contingency-Constrained Transmission Expansion Planning," IEEE TPWRS, 2015.

[4] A. Moreira, D. Pozo, A. Street and E. Sauma, "Reliable Renewable Generation and Transmission Expansion Planning: Co-Optimizing System's Resources for Meeting Renewable Targets," IEEE TPWRS, 2017.

[5] A. Velloso, A. Street, D. Pozo, J. M. Arroyo and N. G. Cobos, "Two-Stage Robust Unit Commitment for Co-Optimized Electricity Markets: An Adaptive Data-Driven Approach for Scenario-Based Uncertainty Sets," IEEE TSE, 2020.

[6] A. Velloso, D. Pozo and A. Street, "Distributionally Robust Transmission Expansion Planning: A Multi-Scale Uncertainty Approach," IEEE TPWRS, 2020.

Algumas citações relevantes:

1) Os seguintes trabalhos relevantes (com mais de 400 citações) citaram [1] como o principal trabalho sobre otimização robusta em operação de sistemas de energia:

  • Jiang, J. Wang and Y. Guan, "Robust Unit Commitment with Wind Power and Pumped Storage Hydro," in IEEE TPWRS, 2012. (1128 citations)
  • Zhao, J. Wang, J. -P. Watson and Y. Guan, "Multi-Stage Robust Unit Commitment Considering Wind and Demand Response Uncertainties," in IEEE TPWRS, 2013. (633 citations)
  • Á. Lorca and X. A. Sun, "Adaptive Robust Optimization With Dynamic Uncertainty Sets for Multi-Period Economic Dispatch Under Significant Wind," in IEEE TPWRS, 2015. (444 citations

2) Prêmios:

3) O pesquisador brasileiro com maior contribuição para o planejamento de transmissão e unit commitment em periódicos IEEE Transactions segundo a Scopus:

Utilizando o prompt de pesquisa no site do Scopus (advanced search):

( "transmission planning"  OR  "unit commitment" )  AND  ( LIMIT-TO ( SRCTYPE ,  "j" ) )  AND  ( LIMIT-TO ( AFFILCOUNTRY ,  "Brazil" ) )  AND  ( LIMIT-TO ( SUBJAREA ,  "ENGI" ) )  AND  ( LIMIT-TO ( EXACTSRCTITLE ,  "IEEE Transactions On Power Systems" )  OR  LIMIT-TO ( EXACTSRCTITLE ,  "IEEE Transactions On Smart Grid" )  OR  LIMIT-TO ( EXACTSRCTITLE ,  "IEEE Transactions On Sustainable Energy" )  OR  LIMIT-TO ( EXACTSRCTITLE ,  "IEEE Transactions On Power Delivery" )  OR  LIMIT-TO ( EXACTSRCTITLE ,  "IEEE Transactions On Industry Applications" )  OR  LIMIT-TO ( EXACTSRCTITLE ,  "IEEE Transactions On Power Apparatus And Systems" ) )

Os seguintes resultados aparecem (2 de outubro de 2024)[Click para abrir o PDF]::

4) Primeiro artigo publicado na IEEE Transactions on Power Systems sobre planejamento e operação: