ESTUDO DE CASO DE LSTM E AUTOENCODER LSTM PARA PREVISÃO A CURTO PRAZO UTILIZANDO MÚLTIPLAS SÉRIES TEMPORAIS
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2487Palavras-chave:
Previsão Energia Solar, Redes Neurais LSTM, Sustentabilidade EnergéticaResumo
A energia elétrica é um dos principais recursos utilizados por nossa sociedade e o desenvolvimento tecnológico faz com que a demanda cresça. Com a crescente preocupação com os impactos associados ao efeito estufa e pactos globais pela redução das emissões, a relevância das fontes renováveis de energia está crescendo. A intermitência da geração fotovoltaica associada com as condições meteorológicas é um desafio tecnológico que vem sendo investigado intensamente. Com base nisso, investigamos métodos de previsão para horizonte de poucas horas adiante baseados em redes neurais LSTM (Long Short-Term Memory) pura ou combinada com uma rede autoencoder utilizando dados da planta fotovoltaica na Universidade de São Paulo. Os modelos LSTM revelam potencial promissor, mesmo com arquiteturas mais simples, exibindo margens de erro reduzidas, com RMSE variando entre 6.0% e 7.46%. No entanto, o uso do autoencoder, embora resulte em um RMSE ligeiramente superior, destacou -se pela sua estabilidade do valor dos desvios RMSE da previsão em torno de 8,2% em horizontes de previsão de até 3 horas.
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Referências
Bet, L. G., et al. Estudo sobre o impacto dos aerossóis atmosféricos no fator espectral de módulos fotovoltaicos em São Paulo. Revista Brasileira de Energia Solar 13.2 (2022): 146 -156.
BP (British Petrouleum) Statistical Review of World Energy edição 2022. Disponível em: https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2022-full-report.pdf. Acessado em: 16/06/2022
Cover, T. M.; Thomas, J. A. Elements of Information Theory. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2005. ISBN 978047121959
EPE (Empresa em pesquisa energética), Balanço energético nacional. 2023. Link:https://www.epe.gov.br/sites -pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao -748/topico-687/BEN2023.pdf
Ferreira Fonseca, Wellington Winicius. Rede neural recorrente para previsão de curto prazo da usina fotovoltaica de 540 kWp da USP. 2021. Tese de Mestrado. Universidade de São Paulo.
Gensler, A.; Henze, J.; Sick, B.; Raabe, N. Deep learning for solar power forecasting—An approach using autoencoder and LSTM neural networks, in Proc. IEEE Int. Conf. Syst., Man, Cybern. (SMC), , pp. 2858 –2865, Oct. 2016.
Goodfellow, I., Yoshua B., and Aaron C.. Deep learning. MIT press, 2016.
Hochreiter, S., and Jürgen S.. Long short-term memory. Neural computation 9.8 (1997): 1735 -1780.
Inman, R. H.; PEDRO, H. T. C.; COIMBRA, C. F. M. , Solar forecasting methods for renewable energy integration, Progress in Energy and Combustion Science, vol. 39, no. 6, pp. 535 –576, 2013.
INMET. Gráficos Climatológicos: São Paulo–SP. 2020. Disponível em: https://clima.inmet.gov.br/GraficosClimatologicos/SP/83782
ONS, Flexibilização das restrições hidráulicas gerou economia de R$ 27 bi durante a crise hídrica 2020/2021, disponivel em: https://www.ons.org.br/Paginas/Noticias/20221103_Flexibilizacao_das_restricoes_hidraulicas_gerou_economia_de_R_27_bi_durante_a_crise_hidrica_2020_2021.aspx. Acessado em 30/11/2023
Pereira, E. B. et al. Atlas brasileiro de energia solar. 2. ed. São José dos Campos: INPE, 2017. ISBN 978 -85-17-00089-8. 2017.
SÃO PAULO. Plano de Ação Climática do Município de São Paulo 2020 -2050. 2021. Disponível em: https://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/upload/meio_ambiente/arquivos/PlanClimaSP_BaixaResolucao.pdf (acessado em 30/05/2022).
Shamshirband, S., Rabczuk, T., & Chau, K. W. A survey of deep learning techniques: application in wind and solar energy resources. IEEE Access, 7, 164650-164666. 2019.
Smil, V. Distributed Generation and Megacities: Are Renewables the Answer?, IEEE Power and Energy Magazine, vol. 17, no. 2, pp. 37-41, March-April 2019, doi: 10.1109/MPE.2018.2884112.