Hace poco más de dos años, PSR ganó un concurso internacional para desarrollar un modelo de análisis de energía avanzado para la región noroeste del Pacífico de América del Norte. Esta región tiene un conjunto muy diverso de fuentes de generación, incluidas las plantas hidroeléctricas de la Bonneville Power Administration (BPA), una gran capacidad de generación eólica y de gas natural, e interconexiones eléctricas con California, otros estados de la costa oeste y Canadá. Las especificaciones del modelo, denominado Genesys (GENeration Evaluation SYStem), eran muy ambiciosas: optimizar la operación del sistema de generación e interconexiones considerando los detalles operativos horarios de todas las fuentes, la incertidumbre de la producción eólica e hidroeléctrica, y las condiciones operativas y ambientales, restricciones de las centrales hidroeléctricas, de las más complejas del mundo, para miles de escenarios. Para cumplir con las especificaciones, sería necesario resolver cientos de millones de problemas de optimización a gran escala, un récord mundial para modelos de este tipo.

La solución propuesta por PSR para Genesys se basó en tres componentes en la frontera de los algoritmos y la computación de alto rendimiento: (i) la adaptación del modelo operativo estocástico SDDP de PSR, utilizado en decenas de países de todos los continentes; (ii) una arquitectura de computación en la nube con decenas de miles de procesadores trabajando en paralelo para realizar todos los análisis en unas pocas horas; (iii) una estructura basada en la nube, PSR Core, que integra la entrada de datos, la ejecución de modelos y el análisis gráfico distribuido de los resultados, que contienen decenas de Terabytes de datos.

El modelo fue ampliamente probado y validado durante aproximadamente un año, junto con el equipo técnico del NWPCC (Northwest Power and Conservation Council), responsable del proyecto, y en presentaciones a decenas de empresas y agencias de la región, como la BPA y el US Army Corps of Engineers. A mediados del año pasado, Genesys se utilizó para preparar el recién publicado 2021 Northwest Power Plan, un plan de expansión regional para los estados de Idaho, Montana, Oregón y Washington, cuyo objetivo es equilibrar las necesidades energéticas y ambientales de la región con énfasis sobre la preservación de los beneficios del río Columbia para el futuro (https://www.nwcouncil.org/about). Los escenarios analizados incluían cambios en el portafolio de los principales agentes con la entrada de las renovables, solidez en la eficiencia energética, dependencia de recursos externos y caminos hacia la descarbonización (https://www.nwcouncil.org/2021-northwest-power-plan/ ).

El plan analizó más de 12.000 escenarios, utilizando 24.000 procesadores en la nube. En dos días, se utilizaron casi 200.000 horas de CPU y se resolvieron más de 200 millones de problemas de optimización de enteros a gran escala (millones de variables de decisión y restricciones), lo que resultó en más de 10 terabytes de datos para el posprocesamiento en el PSR Core.

John Ollis, coordinador de análisis y planificación de NWPCC, comenta: “PSR ha ido más allá para asegurarse de que tengamos una herramienta de última generación para responder preguntas que antes pensábamos fuera del ámbito de lo que se podía modelar. Durante el plan de energía regional más reciente del NWPCC, PSR brindó asistencia invaluable y oportuna al personal del NWPCC al crear una herramienta para ayudar a comprender las operaciones de un sistema hidroeléctrico fuertemente restringido bajo diferentes resultados de políticas y mercados de energía que cambian rápidamente dominados por energía renovable. Las herramientas y el equipo de PSR han superado mis expectativas una y otra vez y se los recomendaría a cualquiera”.

Según Joaquim García, quien lideró el desarrollo de los algoritmos de Genesys, “el éxito de este proyecto se debe al equipo multidisciplinario de PSR, que combina lo mejor de la teoría matemática, computación de alto rendimiento, grandes bases de datos, computación en la nube y herramientas gráficas.” Para Mario Veiga, fundador y actual Chief Innovation Officer de PSR, “Genesys ilustra la alta calidad de las herramientas de PSR, que combinan las más modernas tecnologías computacionales y matemáticas, y que desde hace más de treinta años se exportan a más de setenta países de todos los continentes.”