Simulación Multivariante de Series Temporales de Clima Offshore: Una Comparación entre Modelos de Cadena de Markov, Autoregresivos y de Memoria a Largo y Corto Plazo
Autores: Eberle, Sebastian; Cevasco, Debora; Schwarzkopf, Marie-Antoinette; Hollm, Marten; Seifried, Robert
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación Multivariante de Series Temporales de Clima Offshore: Una Comparación entre Modelos de Cadena de Markov, Autoregresivos y de Memoria a Largo y Corto Plazo
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Estimación
Industria eólica marina
Operación y mantenimiento
Fase de O&M
Condiciones meteorológicas
Series temporales meteorológicas estocásticas.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
En la estimación de futuras inversiones en la industria eólica marina, la fase de operación y mantenimiento (O&M) juega un papel importante. En la simulación de las cifras de O&M, las condiciones meteorológicas deben contener información sobre las principales características de las olas y la velocidad del viento. Dado que estos parámetros están correlacionados, se simularon utilizando un enfoque multivariante, generando así vectores de mediciones. Se investigaron cuatro generadores de series temporales meteorológicas estocásticas diferentes: cadenas de Markov (MC) de primer y segundo orden, modelos autorregresivos vectoriales (VAR) y redes neuronales de memoria a corto y largo plazo (LSTM). Los modelos se entrenaron con un conjunto de datos de 40 años con una resolución de 1 hora. Posteriormente, los modelos simularon series temporales de 25 años, que se analizaron en función de varias métricas y criterios de series temporales. Se demostró que el MC (especialmente el de segundo orden) y el modelo VAR eran los que mejor capturaban las características de la serie temporal original. La novedad de este artículo radica en la aplicación de modelos LSTM y MC de orden superior multivariantes para generar series temporales meteorológicas marinas y comparar sus simulaciones con las de los modelos VAR. Se proporcionan recomendaciones finales para mejorar estos modelos como conclusión de este artículo.
Descripción
En la estimación de futuras inversiones en la industria eólica marina, la fase de operación y mantenimiento (O&M) juega un papel importante. En la simulación de las cifras de O&M, las condiciones meteorológicas deben contener información sobre las principales características de las olas y la velocidad del viento. Dado que estos parámetros están correlacionados, se simularon utilizando un enfoque multivariante, generando así vectores de mediciones. Se investigaron cuatro generadores de series temporales meteorológicas estocásticas diferentes: cadenas de Markov (MC) de primer y segundo orden, modelos autorregresivos vectoriales (VAR) y redes neuronales de memoria a corto y largo plazo (LSTM). Los modelos se entrenaron con un conjunto de datos de 40 años con una resolución de 1 hora. Posteriormente, los modelos simularon series temporales de 25 años, que se analizaron en función de varias métricas y criterios de series temporales. Se demostró que el MC (especialmente el de segundo orden) y el modelo VAR eran los que mejor capturaban las características de la serie temporal original. La novedad de este artículo radica en la aplicación de modelos LSTM y MC de orden superior multivariantes para generar series temporales meteorológicas marinas y comparar sus simulaciones con las de los modelos VAR. Se proporcionan recomendaciones finales para mejorar estos modelos como conclusión de este artículo.