Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Previsão de carga de curto prazo utilizando redes neurais artificiais
Autor(es): MORAIS, Lucas Barros Scianni
Primeiro Orientador: LIMA, José Wanderley Marangon
metadata.dc.contributor.advisor-co1: QUEIROZ, Anderson Rodrigo de
Resumo: Em sistemas elétricos de potência, um dos principais desafios enfrentados pelos operadores independentes dos sistemas (ISO) é garantir um equilíbrio confiável entre oferta e demanda de energia. Para isso, é necessário um planejamento adequado da operação do sistema. A Previsão de Carga de Curto Prazo (PCCP) é essencial nesse processo, uma vez que ela auxilia no planejamento das operações diárias, incluindo demanda e oferta correspondentes, definição de preços futuros de eletricidade e definição de reservas de geração. À medida que as tecnologias de redes inteligentes e as fontes intermitentes de energia renovável vem aumentando significativamente nos mercados de eletricidade, a tarefa de prever a carga se torna mais complexa e representa um desafio para os ISOs. Modelos não lineares baseados em técnicas de aprendizado de máquina tornaram-se bastante populares nos últimos anos, bem como o uso de modelos híbridos focados em problemas específicos. Este trabalho foca no desenvolvimento de modelos de redes neurais artificiais para resolver o problema de PCCP, dentre eles as redes neurais MultiLayer Perceptron (MLP) com diferentes números de camadas e as redes neurais recorrentes Long-Short Term Memory (LSTM) e Gated Recurrent Unit (GRU) em suas versões unidirecionais e bidirecionais. Além dos dados disponibilizados pelo ISO, informações de temperatura prevista obtidas do modelo Global Ensemble Forecast System (GEFS) foram utilizadas para tentar gerar previsões de carga mais precisas. Em geral, os resultados mostram que os modelos de redes neurais recorrentes produziram maior acurácia e resultados mais confiáveis do que os demais modelos, incluindo os modelos utilizados pelo operador brasileiro. Isso é enfatizado com a aplicação do teste Diebold-Mariano que realiza uma comparação pareada entre modelos.
Abstract: In electrical power systems, one of the main challenges faced by system operators (ISO) is ensuring a reliable balance between energy supply and demand. For this, a proper planning of the system operation is necessary. Short-Term Load Forecasting (PCCP) is essential in this process, as it assists in planning daily operations, including matching demand and supply, setting future electricity prices and defining generation reserves. As smart grid technologies and intermittent renewable energy sources have increased significantly in electricity markets, the task of forecasting the load has increased in complexity and poses a challenge for ISOs. Nonlinear models based on machine learning techniques have become quite popular in recent years, as has the use of hybrid models focused on specific problems. This work focuses on the development of artificial neural network models to solve the PCCP problem, among them the MultiLayer Perceptron (MLP) networks with different numbers of layers and the Long-Short Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU) recurrent networks in its unidirectional and bidirectional versions. In addition to the data provided by ISO, predicted temperature information obtained from the Global Ensemble Forecast System (GEFS) model was used to try to generate more accurate load forecasts. In general terms, the results show that the recurrent models produce greater accuracy and more reliable results than the other models, including the models used by the Brazilian ISO. This is emphasized with the application of the Diebold-Mariano in a paired comparison test between models.
Palavras-chave: Previsão de carga de curto prazo
Planejamento de sistemas elétricos
Machine learning
Redes neurais artificiais
Modelo climático global
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3166
Data do documento: 4-Mar-2022
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