Métodos de Conjunto Dinámicos de Aprendizaje Automático para Predicciones de Irradiancia Solar y Velocidad del Viento
Autores: Vidal Bezerra, Francisco Diego; Pinto Marinho, Felipe; Costa Rocha, Paulo Alexandre; Oliveira Santos, Victor; Van Griensven Thé, Jesse; Gharabaghi, Bahram
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Métodos de Conjunto Dinámicos de Aprendizaje Automático para Predicciones de Irradiancia Solar y Velocidad del Viento
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Propuestas
Aumento de rendimiento
Pronóstico
Arquitectura de conjunto dinámico
Irradiancia solar
Velocidad del viento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone analizar el aumento del rendimiento en la predicción de la irradiancia solar y la velocidad del viento mediante la implementación de una arquitectura de conjunto dinámica para horizontes intra-hora que van de 10 a 60 minutos para datos de intervalos de 10 minutos. La irradiancia horizontal global (GHI) y la velocidad del viento se calcularon utilizando cuatro modelos de predicción independientes (bosque aleatorio, k-vecinos más cercanos, regresión de vectores de soporte y red elástica) para comparar su rendimiento con respecto a dos métodos de conjunto dinámicos, ventana y arbitraje. Los modelos independientes y los métodos de conjunto dinámicos se evaluaron utilizando las métricas de error RMSE, MAE, R y MAPE. Los hallazgos de este trabajo mostraron que el método de conjunto dinámico de ventana fue la arquitectura de mejor rendimiento en comparación con los otros modelos evaluados. Para ambos casos de predicción de velocidad del viento e irradiancia solar, el modelo de conjunto de ventana alcanzó los mejores valores de error en términos de RMSE para todos los horizontes de predicción evaluados. Usando este enfoque, la ganancia en la predicción de la velocidad del viento fue del 0.56% en comparación con el segundo mejor modelo de predicción, mientras que la ganancia para la predicción de GHI fue del 1.96%, considerando la métrica RMSE. El desarrollo de un modelo de conjunto capaz de proporcionar estimaciones precisas y exactas puede implementarse en aplicaciones de predicción en tiempo real, ayudando a la evaluación de la operación de parques eólicos y solares.
Descripción
Este documento propone analizar el aumento del rendimiento en la predicción de la irradiancia solar y la velocidad del viento mediante la implementación de una arquitectura de conjunto dinámica para horizontes intra-hora que van de 10 a 60 minutos para datos de intervalos de 10 minutos. La irradiancia horizontal global (GHI) y la velocidad del viento se calcularon utilizando cuatro modelos de predicción independientes (bosque aleatorio, k-vecinos más cercanos, regresión de vectores de soporte y red elástica) para comparar su rendimiento con respecto a dos métodos de conjunto dinámicos, ventana y arbitraje. Los modelos independientes y los métodos de conjunto dinámicos se evaluaron utilizando las métricas de error RMSE, MAE, R y MAPE. Los hallazgos de este trabajo mostraron que el método de conjunto dinámico de ventana fue la arquitectura de mejor rendimiento en comparación con los otros modelos evaluados. Para ambos casos de predicción de velocidad del viento e irradiancia solar, el modelo de conjunto de ventana alcanzó los mejores valores de error en términos de RMSE para todos los horizontes de predicción evaluados. Usando este enfoque, la ganancia en la predicción de la velocidad del viento fue del 0.56% en comparación con el segundo mejor modelo de predicción, mientras que la ganancia para la predicción de GHI fue del 1.96%, considerando la métrica RMSE. El desarrollo de un modelo de conjunto capaz de proporcionar estimaciones precisas y exactas puede implementarse en aplicaciones de predicción en tiempo real, ayudando a la evaluación de la operación de parques eólicos y solares.