The optimization of the Brazilian hydrothermal system presents a formidable challenge, characterized by its continental scale, stochastic inflows, and the non-convex nature of hydroelectric production. Traditional models, reliant on equivalent reservoir aggregation and the linearization of production functions, have struggled to provide adherent operation policies in an increasingly complex energy landscape. Also, due to this nonadherence, the use of the present model as an electric energy price forming and as a tool for the planning of the expansion of the Brazilian Electric Sector is frequently questioned by the agents of the system. The Lynx Project introduces a novel, hierarchical framework designed to overcome these limitations. Its architecture is founded on five premises: 1) the individual modelling of each hydroelectric reservoir, utilizing non-linear  production functions to better capture head variations; 2) the use of a fourth-degree polynomial functions to describe the relations between the head, the reservoir area and storage; 3) a bi-objective (cost-risk) optimization engine that minimizes both the expected operational cost and the corresponding standard deviation, solved using implicit non-linear stochastic optimization based on hydrologic scenarios generation; 4) a stochastic input module, LYNX-Series, which employs a Contemporaneous Autoregressive Moving Average (CARMA) model and an original sampling method based on the Mahalanobis distance to select the most hydrologically relevant scenarios, thus reducing the computational effort; and 5) an integrated Dynamic Optimal Power Flow (DOPF) model that verifies the feasibility of energy dispatch against the electrical network's physical constraints. The primary contributions of the Lynx Project include the generation of a set of adherent risk-averse on different levels operation policies and the creation of a powerful analytical tool capable of informing strategic, high-stakes decisions within the Brazilian energy sector, including the electric energy market redesign and policy analysis.

A otimização do sistema hidrotermal brasileiro apresenta um desafio formidável, caracterizado por sua escala continental, fluxos estocásticos e a natureza não convexa da produção hidrelétrica. Os modelos tradicionais, baseados em agregações de reservatórios equivalentes e na linearização das funções de produção, têm apresentado dificuldades para fornecer políticas operacionais aderentes em um cenário energético cada vez mais complexo. Ainda, em razão desta falta de aderência, o uso do modelo atual como formador de preço de energia elétrica e ferramenta do planejamento da expansão do Setor Elétrico Brasileiro vem sendo questionado pelos agentes do sistema. O Projeto Lynx introduz uma nova estrutura hierárquica projetada para superar essas limitações. Sua arquitetura se fundamenta em cinco premissas: 1) a modelagem individual de cada reservatório hidrelétrico, utilizando funções de produção não lineares  para capturar com melhor precisão as variações de queda de água; 2) o uso de funções polinomiais de quarto grau para descrever as relações entre altura de queda, área do reservatório e volume armazenado; 3) um mecanismo de otimização biobjetivo (custo-risco) que minimiza tanto o custo operacional esperado quanto seu respectivo desvio padrão, resolvido por meio de  otimização estocástica implícita apoiada pela geração de cenários hidrológicos; 4) um sofisticado módulo de entrada estocástica, LYNX-Series, que emprega um modelo de Média Móvel Autorregressiva Contemporânea (CARMA) e um método de amostragem original baseado na distância de Mahalanobis para selecionar os cenários hidrologicamente mais relevantes com o propósito de reduzir o esforço computacional; e 5) um modelo integrado de Fluxo de Potência Ótimo Dinâmico (DOPF) que verifica a viabilidade do despacho de energia em relação às restrições físicas da rede elétrica. As principais contribuições do Projeto Lynx incluem a geração de um conjunto de políticas operacionais mais aderentes apresentando diferentes níveis de aversão a risco, bem como a criação de uma poderosa ferramenta analítica capaz de subsidiar decisões estratégicas de alto risco no setor energético brasileiro, incluindo a reestruturação do mercado e a análise de políticas.

Current members

Marcelo Rodrigues Bessa

Mastermind and coordinator

Klaus de Geus

Project manager from 2013 to 2020 | Researcher from 2021

Daniel Henrique Marco Detzel

Researcher

Débora Cintia Marcílio

Researcher

Maurício Pereira Cantão

Researcher

Fernando Deeke Sasse

Researcher

André Luiz Tonso Fabiani

Researcher

Past members

Alexandre Ibrahim Direne (in memoriam)

Researcher

Ana Paula Oening

Researcher

Daniel Weingaertner

Researcher

Clovis Caezar Gonzaga (in memoriam)

Researcher

Elizabeth Wegner Karas

Researcher

Danielle de Freitas

Researcher

Eunelson J. Da Silva Júnior

Researcher

Fabiano Ari Locatelli

Researcher

Fabiano Silva

Researcher

Felipe Jose Lachovicz

Researcher

Felipe Shogo Hiruma

Researcher

Gislaine Aparecida Periçaro

Researcher

Johnny Birnfeld

Researcher

Leandro Andrade Nacif

Doctorate candidate | Project manager from Dec 2020 to May 2021

Lúcio de Medeiros

Researcher

Luiz Carlos Matioli

Researcher

Luiz Eduardo Soares de Oliveira

Researcher

Márcio Luís Bloot

Researcher

Odilon Luís Tortelli

Researcher

Peter Frank Perroni

Doctorate candidate

Renê Bettega

Researcher

Rhafael Freitas da Costa

Researcher

Rodrigo Alves de Moraes

Researcher

Rodrigo Fagundes Eggea

Researcher

Rômulo Camargo

Researcher

Tiago Lino Bello

Master degree candidate

Thelma Solange Piazza Fernandes

Researcher

Tui Alexandre Ono Baraniuk

Researcher

William Cesar Farias

Researcher

Zeno Stivanin

Researcher

Collaborators

Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes

Researcher

Emerson Alberti

Researcher

Past students

Bruno Cougo Kowalczuk

Bruno Nocera Zanette

Fillipe Rafael Bianek

Gilmar Edson Schewtschik Filho

Henrique Degraf

João Victor da Silva

Lorayne Veri

Luciano Luzzi Junior

Luiz Renato Martini Filho

Massimo Viktor Karly

Matheus Langendyk Proença

Raquel Ayumi Aita

Talia Correia Schulz

Thaís Lage de Almeida