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Tipo do documento: Dissertação
Título: Abordagens inteligentes para estimar a produção de energia eólica
Autor: GEBIN, Luis Gustavo Gutierrez 
Primeiro orientador: SALGADO, Ricardo Menezes
Primeiro coorientador: NOGUEIRA, Denismar Alves
Primeiro membro da banca: GONZAGA, Flávio Barbieri
Segundo membro da banca: OHISHI, Takaaki
Resumo: Uma das maiores preocupações do século XXI é conciliar o desenvolvimento econômico e social com a preservação ambiental. Assim, o setor de energia torna-se foco de estudo, visto que grande parte das emissões de gases poluentes são advindas da geração elétrica. Como consequência, fontes renováveis e limpas de energia, que não causam malefícios para a natureza, como a produção de energia eólica, ganharam destaque no Brasil e no mundo. Porém, como a produção de energia eólica é uma energia obtida a partir do vento, o homem não possui total controle sobre sua geração, o que torna desejável que se tenha certa confiança no que concerne ao seu potencial elétrico. O que justifica o desenvolvimento de métodos eficientes para previsão destes dados eólicos, pois obtendo confiança quanto a estes modelos de previsão, pode-se expandir, ainda mais, a eficiência e potencial energético da produção de energia eólica brasileira, além de auxiliar as empresas no que se refere a distribuição da energia. Além disso, pode-se ter mais segurança em diminuir a complementação térmica, visto que as turbinas termoelétricas são usadas no Brasil, em geral, em períodos sazonais, quando a produção hidroelétrica está em baixa. Todavia, a previsão dos dados eólicos não é tarefa trivial, devido às diversas variáveis exógenas que podem afetar na produção. Visto isso, o trabalho tem como objetivo fazer a predição de uma semana em escala horária da produção de energia eólica nas quatro estações do ano com os modelos inteligentes (XGBoost e Random Forest) e com um modelo estatístico tradicional (ARIMA), para posteriormente aplicar nos modelos inteligentes um algoritmo de seleção de variáveis, além de propor um novo modelo baseado em ensemble com os modelos individuais. A partir dos resultados obtidos, pode-se perceber que o Random Forest foi o modelo mais beneficiado pela seleção, enquanto que o XGBoost, mesmo sem a seleção, conseguiu ter um desempenho interessante, visto o seu método de aproximação. O ARIMA, mesmo sem ter se ajustado perfeitamente, obteve resultado um pouco inferior aos modelos inteligentes. Quanto ao ensemble proposto, percebe-se que o mesmo foi superior aos modelos desenvolvidos individualmente, principalmente em relação ao RMSE. Vale ressaltar que o ensemble conseguiu melhorar na predição, principalmente, nos dados extremos, em que todos os modelos individuais superestimavam.
Abstract: One of the major concerns of the twentieth century is to reconcile economic and social development with environmental preservation. Thus, the energy sector becomes the focus of study, since the part of emission of power gases is derived from the electric generation. As a consequence, renewable and clean energy sources, which do not cause harm to nature, such as a wind energy production, have gained prominence in Brazil and the world. Once again, the production of wind energy is an energy that can be taken out of the wind, man does not have total control over his generation, which makes it desirable that there is some confidence as to his electric potential. The justification for the development of these forecasting methods could be further extended by the energy potential of production and efficient in other years in terms of energy distribution. Besides that, you can have more security to decrease the thermal complementation, because the thermoelectric turbines are used in Brazil in seasonal periods, when hydroelectric production is low. However, an analysis of wind data is not a trivial task due to the existence of exogenous variables that can affect production. Seen this, the work aims to make the prediction of a week on an hourly scale of wind power production in the four seasons of the year with the intelligent models (Random Forest and XGBoost) and a ARIMA model, after that, apply in intelligent models a selection features, besides proposing a new model based on ensemble. From the results obtained, it can be seen that the Random Forest was the model most benefited by the selection feature, while the XGBoost, even without a selection, managed to perform interestingly, given its approach method. The ARIMA model, even without perfect fit, is a bit inferior to the smart models. As for the ensemble model, it is perceived that it was superior to the most disadvantageous models, especially in relation to RMSE. It is worth emphasizing that the ensemble model can improve in the prediction, mainly, in the extreme data, in which all the individual models overestimated.
Palavras-chave: Energia Eólica
Modelos Estatísticos
Área(s) do CNPq: PROBABILIDADE E ESTATISTICA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA APLICADAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Estatística Aplicada e Biometria
Citação: GEBIN, Luis Gustavo Gutierrez. Abordagens inteligentes para estimar a produção de energia eólica. 2018. 103 f. Dissertação (Mestrado em Estatística Aplicada e Biometria) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1287
Data de defesa: 18-Jun-2018
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