Pronóstico de Energía Eólica en una Región Semiárida Basado en Corrección de Errores de Aprendizaje Automático
Autores: Araujo, Mirella Lima Saraiva; Kitagawa, Yasmin Kaore Lago; Weyll, Arthur Lúcide Cotta; Lima, Francisco José Lopes de; Santos, Thalyta Soares dos; Jacondino, William Duarte; Silva, Allan Rodrigues; Filho, Márcio de Carvalho; Bezerra, Willian Ramires Pires; Melo Filho, José Bione de; Santos, Alex Álisson Bandeira; Ramos, Diogo Nunes da Silva; Moreira, Davidson Martins
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Pronóstico de Energía Eólica en una Región Semiárida Basado en Corrección de Errores de Aprendizaje Automático
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Pronóstico de energía eólica
Operación de la red
Enfoque basado en datos
Datos históricos de energía eólica
Predicción de errores
Corrección de errores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La previsión de energía eólica es fundamental para promover una operación de red estable y sostenible al estimar las salidas de energía futuras a partir de datos meteorológicos y de turbinas pasadas. La imprevisibilidad inherente en los patrones de viento plantea desafíos sustanciales para sincronizar la oferta con la demanda, con inexactitudes que pueden desestabilizar la red y causar potencialmente escasez o exceso de energía. Este estudio desarrolla un enfoque basado en datos para prever la energía eólica de 30 minutos a 12 horas adelante utilizando datos históricos de energía eólica recopilados por el sistema de Control y Adquisición de Datos Supervisores (SCADA) de una turbina eólica, el modelo Enercon/E92 de 2350 kW, instalada en Casa Nova, Bahía, Brasil. Estos datos fueron medidos desde enero de 2020 hasta abril de 2021. La orientación temporal se incorporó utilizando codificación seno/coseno o cíclica, derivando 16 características normalizadas que encapsulan tendencias diarias y estacionales cruciales. La investigación explora dos estrategias distintas: predicción de errores y corrección de errores, ambas empleando un modelo secuencial donde las previsiones iniciales a través de k-Vecinos más Cercanos (KNN) son rectificadas por el Regresor Extra Trees. Su principal divergencia es la variable objetivo del segundo modelo. Las evaluaciones revelaron que ambas estrategias superan al KNN independiente, con la corrección de errores destacándose en predicciones a corto plazo y la predicción de errores mostrando potencial para pronósticos extendidos. Esta exploración subraya la importancia imperativa de la selección de metodología en la previsión de energía eólica.
Descripción
La previsión de energía eólica es fundamental para promover una operación de red estable y sostenible al estimar las salidas de energía futuras a partir de datos meteorológicos y de turbinas pasadas. La imprevisibilidad inherente en los patrones de viento plantea desafíos sustanciales para sincronizar la oferta con la demanda, con inexactitudes que pueden desestabilizar la red y causar potencialmente escasez o exceso de energía. Este estudio desarrolla un enfoque basado en datos para prever la energía eólica de 30 minutos a 12 horas adelante utilizando datos históricos de energía eólica recopilados por el sistema de Control y Adquisición de Datos Supervisores (SCADA) de una turbina eólica, el modelo Enercon/E92 de 2350 kW, instalada en Casa Nova, Bahía, Brasil. Estos datos fueron medidos desde enero de 2020 hasta abril de 2021. La orientación temporal se incorporó utilizando codificación seno/coseno o cíclica, derivando 16 características normalizadas que encapsulan tendencias diarias y estacionales cruciales. La investigación explora dos estrategias distintas: predicción de errores y corrección de errores, ambas empleando un modelo secuencial donde las previsiones iniciales a través de k-Vecinos más Cercanos (KNN) son rectificadas por el Regresor Extra Trees. Su principal divergencia es la variable objetivo del segundo modelo. Las evaluaciones revelaron que ambas estrategias superan al KNN independiente, con la corrección de errores destacándose en predicciones a corto plazo y la predicción de errores mostrando potencial para pronósticos extendidos. Esta exploración subraya la importancia imperativa de la selección de metodología en la previsión de energía eólica.