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Metodologia de previsão de carga de curto prazo multirregional considerando macrorregiões e ponderação por região meteorológica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Figueiró, Iuri Castro
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/26339/001300001c3mm
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/33951
Resumo: Activities related to the planning and operation of power systems use as premise the load forecasting, which is responsible to provide a load estimative for a given horizon that assists mainly in the electroenergetic operation of an electrical system. The short-term multiregional load forecast becomes an approach used for this purpose, where the overall forecast is performed through system partition in smaller macro regions, and soon after, is aggregated to compose a global forecast. A macro-region is characterized by having a great meteorological diversity throughout its territorial area, and this diversity is considered in this work through the weighting of Meteorological Stations (EMs) that best represent the aggregate demand Macro-Region (MR). In this context, this paper presents a short-term multiregional forecasting approach for macro-regions, with the main contribution being the proposal of an indicator that represents the Average Consumption per Meteorological Region (CERM), to be used as weighting of each EM as their importance for the total demand of the macro-region. In addition, the Variation of Load and Temperature index (IVCT) is proposed, based on the historical variation of temperature and demand and the Fuzzy indicator, responsible for indicating the Expectation of Load Change (EACF) based on the current weighted temperature and scheduled for the next day. These indicators are incorporated into a model of neural network of the Multi-layer perceptron type (MLP) for the load forecasting on the horizon of 7 days ahead with hourly and daily discretization. This methodology is evaluated for MRs belonging to a Multi-region (MTR) through analysis of sensitivities for different test sets. The results showed higher average performance of the variables IVCT and EACF in relation to the other combinations performed, and the best results were used to compose the prediction of the MTR. Finally, the proposed model presented a superior performance compared to an basis aggregate model for MTR, which shows the efficiency of the proposed methodology.
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A macro-region is characterized by having a great meteorological diversity throughout its territorial area, and this diversity is considered in this work through the weighting of Meteorological Stations (EMs) that best represent the aggregate demand Macro-Region (MR). In this context, this paper presents a short-term multiregional forecasting approach for macro-regions, with the main contribution being the proposal of an indicator that represents the Average Consumption per Meteorological Region (CERM), to be used as weighting of each EM as their importance for the total demand of the macro-region. In addition, the Variation of Load and Temperature index (IVCT) is proposed, based on the historical variation of temperature and demand and the Fuzzy indicator, responsible for indicating the Expectation of Load Change (EACF) based on the current weighted temperature and scheduled for the next day. These indicators are incorporated into a model of neural network of the Multi-layer perceptron type (MLP) for the load forecasting on the horizon of 7 days ahead with hourly and daily discretization. This methodology is evaluated for MRs belonging to a Multi-region (MTR) through analysis of sensitivities for different test sets. The results showed higher average performance of the variables IVCT and EACF in relation to the other combinations performed, and the best results were used to compose the prediction of the MTR. Finally, the proposed model presented a superior performance compared to an basis aggregate model for MTR, which shows the efficiency of the proposed methodology.Atividades relacionadas ao planejamento e operação de sistemas de potência utilizam como premissa a previsão de carga, a qual é responsável por fornecer uma estimativa de carga em um horizonte determinado que auxilie principalmente na operação eletroenergética de um sistema elétrico. Na previsão de carga multirregional de curto prazo, a previsão global é realizada por meio da partição do sistema em macrorregiões menores, e logo após, é agregada para compor uma previsão global. Uma macrorregião é caracterizada por possuir uma grande diversidade meteorológica em toda sua área territorial, e esta diversidade, é considerada nesta tese por meio da ponderação das Estações Meteorológicas (EMs) que melhor representam a demanda agregada da macrorregião (MR). Neste contexto, esta tese apresenta uma abordagem de previsão hierárquica Multirregional de curto prazo, tendo como principal contribuição a proposta de um indicador estatístico que representa o consumo médio por região meteorológica (CERM), a ser utilizado como forma de ponderação de cada Estação Meteorológica (EM) quanto a sua importância para a demanda total da macrorregião. Além disso, é proposto o índice de variação de carga e temperatura (IVCT), baseado na variação histórica de temperatura e demanda e o indicador fuzzy, responsável por indicar a expectativa de alteração de carga (EACF) com base na temperatura ponderada atual e prevista para o próximo dia. Estes indicadores são incorporados a um modelo de rede neural do tipo Perceptron Multicamadas (MLP) para a previsão de carga no horizonte de 7 dias à frente com discretização horária e diária. Esta metodologia é avaliada para MRs pertencentes a uma multirregião (MTR) por meio de análises de sensibilidades para conjuntos de testes diferentes. Os resultados apresentaram desempenho médio superior das variáveis IVCT e EACF em relação as demais combinações realizadas, e os melhores resultados foram utilizados para compor a previsão da MTR. Por fim, o modelo proposto apresentou desempenho superior comparado a um Modelo Agregado para a MTR quanto as métricas avaliadas e dispersão de erros, o que mostra a eficiência e contribuição da metodologia proposta para previsão de carga para multirregiões.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaAbaide, Alzenira da Rosahttp://lattes.cnpq.br/2427825596072142Knak Neto, NelsonGarcia, Vinicius JacquesCampos, Mauricio dePereira, Paulo Ricardo da SilvaFigueiró, Iuri Castro2025-01-24T11:46:33Z2025-01-24T11:46:33Z2023-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/33951ark:/26339/001300001c3mmporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-01-24T11:46:33Zoai:repositorio.ufsm.br:1/33951Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-01-24T11:46:33Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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