Aplicação de técnicas de Big Data à Previsão da Carga Elétrica.

Abstract

Com o avanço das telecomunicações e com o barateamento dos dispositivos de medição, os sistemas elétricos de potência passaram a gerar um enorme volume de dados. Estes chegam aos centros de operação com diferentes frequências, desde alguns minutos para o estado de disjuntores, até alguns milissegundos para medidas de tensão e corrente durante transitórios. O desafio atual é tornar estes dados disponíveis de forma simples e eficiente aos operadores. O objetivo é transformar a avalanche de dados em informações úteis ao processo de decisão. Neste sentido, várias técnicas de mineração de dados foram desenvolvidas. Recentemente, as técnicas de Big Data possibilitaram a manipulação de grandes bases de dados e a elaboração de modelos baseados em aprendizado de máquina e inteligência artificial. Este trabalho apresenta a aplicação das técnicas de Big Data ao problema de previsão de carga. Bons modelos de previsão são fundamentais para o planejamento, operação e manutenção dos sistemas elétricos. Diversos fatores podem influenciar o comportamento futuro da carga, não necessariamente em intervalos regulares, ou da mesma forma, para os diversos horizontes de previsão. Dentre as diversas técnicas de Big Data disponíveis, foi escolhida a modelagem por Florestas Aleatórias (Random Forests). Esta técnica permite tratar grandes bases de dados, formadas tanto por atributos numéricos como categóricos, além de serem bastante robustas quanto à presença de dados faltosos, inconsistentes e com ruído. Seu algoritmo de aprendizado é rápido e gera modelos precisos e de fácil aplicação. Este trabalho propõe também alterações na técnica de Florestas Aleatórias para a previsão de carga. Estas alterações foram aplicadas com sucesso a um conjunto de dados de uma concessionária brasileira obtendo-se bons resultados sem nenhuma intervenção humana. Por exemplo, a carga média no horizonte de até um ano à frente, importante para a contratação da energia pela concessionária, foi prevista com erro da ordem de décimos de porcentagem.