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dc.creatorSaturno, Matheus Albuquerque de
dc.date.accessioned2024-02-01T13:36:54Z
dc.date.available2024-02-01T13:36:54Z
dc.date.issued2023-12-22
dc.identifier.citationSATURNO, Matheus Albuquerque de. Aplicação do algoritmo Random Forest para determinação da geração frustrada em parques eólicos em função de restrições operacionais do ONS. 2023. 57 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Elétrica, Instituto Federal de Pernambuco, Garanhuns, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1159
dc.description.abstractThis work presents a methodology for building a wind power generation prediction model during operational restrictions established by the National System Operator (ONS). The adopted approach involves the application of Advanced Analytics techniques and stands out for the use of the Random Forest algorithm, providing the predictive capability needed to estimate the generated energy in one-hour intervals based on known variables of the wind farm. For model validation and training, 8,670 real samples were collected, covering data on the availability of generating units, power and generated energy, and anemometric data. A data pre-processing procedure was applied to carefully select the variables to be used in the model training, ensuring the representativeness and relevance of the inputs. The entire computational process was carried out using the KNIME Analytics computational platform. The results achieved with the methodology indicated that the predicted energy generation has a Root Mean Square Error (RMSE) of 0.354 MWh – for a variable whose average value is 11.5 MWh – and a Mean Absolute Percentage Error (MAPE) of 3.8%, demonstrating a good accuracy of the developed model in predicting the target variable. This reinforces confidence in its use for predicting wind generation during operational restrictions. With the model, it was possible to determine that for the analyzed wind farm, the frustrated generation from Jan/2022 to Dec/2022 was 557.94 MWh, representing a financial loss of R$ 48.000 for the agent. Thus, the proposed methodology can be used by wind generation agents to estimate the amount of frustrated generation in each period and use this information for managerial decisions or to request compensation for the energy lostpt_BR
dc.format.extent57 p.pt_BR
dc.languagept_BRpt_BR
dc.relationABEEÓLICA. ABBEólica, 2023. Disponivel em: https://abeeolica.org.br/. Acesso em: 18 nov. 2023. AGÊNCIA INFRA. iNFRA. AGENCIAINFRA.COM, 2023. Disponivel em: https://www.agenciainfra.com/blog/eolicas-acumulam-prejuizos-de-r-75-milhoes-porrestricoes-impostas-desde-o-apagao-diz-associacao/. Acesso em: 30 nov. 2023. ANEEL. Sistema de Informações de Geração da ANEEL SIGA, 2023. Disponivel em: https://app.powerbi.com/view?r=eyJrIjoiNjc4OGYyYjQtYWM2ZC00YjllLWJlYmEtYzd kNTQ1MTc1NjM2IiwidCI6IjQwZDZmOWI4LWVjYTctNDZhMi05MmQ0LWVhNGU5Yz AxNzBlMSIsImMiOjR9. Acesso em: 16 nov. 2023. BETZ, Albert. Das Maximum der theoretisch möglichen Ausnützung des Windes durch Windmotoren. In: Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen. German: [s.n.], v. 26, 1920. p. 307-309. BURTON, Tony et al. Wind Energy Handbook. 2ª. ed. [S.l.]: John Wiley & Sons, 2011. CBBE. CENTRO BRASILEIRO DE ENERGIA EÓLICA, 2000. Disponivel em: www.eolica.com.br. CUNHA, João Paulo Zanola. Um estudo comparativo das técnicas de validação cruzada aplicadas a modelos mistos. Universidade de São Paulo. São Paulo. 2019. EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Leilões de Energia: Instruções para as medições anemométricas e climatológicas em parques eólicos. EPE. Rio de Janeiro, p. 17. 2014. (NOTA TÉCNICA DEA 08/14). ESCOVEDO, Tatiana ; KOSHIYAMA, Adriano. Introdução a Data Science: Algoritmos de Machine Learning e métodos de análise. [S.l.]: Casa do Códgio, 2020. FERREIRA, Artur Gonçalves. Meteorologia prática. São Paulo: Oficina de Textos, 2006. GRUS, Joel. Data science do zero. Rio de Janeiro: Alta Editora e Consultoria Eireli, 2016. GSI. Segurança de Infraestruturas Críticas. Site do Gabinete de Segurança Institucional (GSI) do governo do Brasil, 2022. Disponivel em: https://www.gov.br/gsi/pt-br/assuntos/seguranca-de-infraestruturas-criticas-sic. Acesso em: 30 nov. 2023. GWEC. Global Wind Report 2022, 2022. Disponivel em: https://gwec.net/globalwind-report-2022/. Acesso em: 15 nov. 2023. HARRISON, Matt. Machine Learning–Guia de referência rápida: trabalhando com dados estruturados em Python. São Paulo: Novatec Editora, 2020. HAWKINS, Doulgas. Identification of outliers. Londres: Chapman and Hall, 1980. IBGE. CENTRO DE DOCUMENTAÇÃO E DISSEMINAÇÃO DE INFORMAÇÕES. Normas de apresentação Tabular. 3 ed. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 1993. IBM. What is Random Forest? IBM, 2023. Disponivel em: https://www.ibm.com/topics/random-forest. Acesso em: 25 nov. 2023. IZBICKI, Rafael ; SANTOS, Tiago Mendonça dos. Aprendizado de máquina: uma abortagem estatística. 1ª. ed. São Carlos: [s.n.], 2020. KINTECH ENGNEERING. EOL ZENITH. Kintech Engneering, 2023. Disponivel em: https://www.kintech-engineering.com/pt-br/catalogue/data-loggers/eolzenith/#ywtm_2531. Acesso em: 30 nov. 2023. KNIME. KNIME. KNIME Analytics Platform Version 5, 2023. Disponivel em: https://www.knime.com/knime-analytics-platform-version-5. Acesso em: 25 nov. 2023. KUNAPULI, Gautam. Ensemble Methods in Machine Learning. Shelter Island, NY: Manning , 2023. LEVENTHAL, Barry. An introduction to data mining and other techniques for advanced analytics. Journal of Direct, Data and Digital Marketing Practice, 2010. 137-153. MITCHELL, Tom M. Machine Learning. 1ª. ed. [S.l.]: McGraw-Hill Education, 1997. ONS. Submódulo 10.6 - Controle de Geração. ONS. [S.l.], p. 16. 2021. ONS. Submódulo 6.5. ONS. [S.l.], p. 51. 2022. REIS, Lineu Belico dos. Geração de energia elétrica. 2ª. ed. Barueri, SP: Editora Manole, v. 978-85-204-3039-2, 2011. SCHNEIDER ELECTRIC. M8650C0C0H6E1A0A. Schneider Electric. Disponivel em: https://www.se.com/br/pt/product/M8650C0C0H6E1A0A/medidor-ion8650c32mb-base-1-5a-65120vac-eth/. Acesso em: 30 nov. 2023. SCIKIT LEARN. Scikit Learn. 3.1. Cross-validation: evaluating estimator performance, 2023. Disponivel em: https://scikitlearn.org/stable/modules/cross_validation.html. Acesso em: 27 nov. 2023. SILVA, Amanda Zilli da. Constrained-off de Usinas Eólicas: análise preliminar da Consulta Pública. Universidade Federal de Santa Caratina. Araranguá, p. 71. 2023. SMOLA, Alex ; VISHWANATHAN, S.V.N.. INTRODUCTION TO MACHINE LEARNING. 2ª. ed. Cambridge: CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, 2008.pt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAn error occurred on the license name.*
dc.rights.uriAn error occurred getting the license - uri.*
dc.subjectEnergia eólica - Produçãopt_BR
dc.subjectEnergia eólica - Modelos matemáticospt_BR
dc.subjectAlgoritmospt_BR
dc.titleAplicação do algoritmo Random Forest para determinação da geração frustrada em parques eólicos em função de restrições operacionais do ONSpt_BR
dc.typeTCCpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7328233463238631pt_BR
dc.contributor.advisor1Barros, Rafael Mendonça Rocha
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6066634529532605pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Lopes, Diego Soares
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/094 5421566181646pt_BR
dc.contributor.referee1Barros, Rafael Mendonça Rocha
dc.contributor.referee2Lopes, Diego Soares
dc.contributor.referee3Silva, Márcio Severino da
dc.contributor.referee4Pontes, Vladmir Reis
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/606 6634529532605pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/094 5421566181646pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/349 4380160669054pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttps://lattes.cnpq.br/789 0399055695724pt_BR
dc.publisher.departmentGaranhunspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqOUTROSpt_BR
dc.description.resumoEste trabalho apresenta uma metodologia para a construção de modelo de previsão de geração eólica em momentos de restrições operacionais estabelecidas pelo Operador Nacional do Sistema (ONS). A abordagem adotada envolve a aplicação de técnicas de Advanced Analytics, e se destaca pela utilização do algoritmo Random Forest, proporcionando a capacidade preditiva necessária para estimar a energia gerada em intervalos de uma hora, com base em variáveis conhecidas do parque eólico. Para a validação e treinamento do modelo, foram coletadas 8.670 amostras reais, abrangendo dados de disponibilidade das unidades geradoras, potência e energia gerada e dados anemométricos. A aplicação de um procedimento de préprocessamento dos dados obtidos permitiu a seleção criteriosa das variáveis a serem utilizadas no treinamento do modelo, garantindo a representatividade e relevância das entradas. Todo processo computacional foi realizado através da plataforma computacional KNIME Analytics. Os resultados alcançados com a metodologia indicaram que a previsão da energia gerada apresenta Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE) de 0,354 MWh – para uma variável cujo valor médio é 11,5 MWh – e Erro Percentual Absoluto Médio (MAPE) de 4,5%, demonstrando uma boa acurácia do modelo desenvolvido para prever a variável target, reforçando a confiança na sua utilização para prever a geração eólica em momentos de restrição operacional. Com a utilização do modelo, foi possível determinar que para o parque eólico analisado, a geração frustrada no período de jan/2022 a dez/2022 foi de 228,73 MWh, que representa uma perda financeira de R$ 48 mil para o agente gerador. Dessa forma, a metodologia proposta pode ser utilizada por agentes de geração eólica para estimar a quantidade de geração frustrada em um dado período e utilizar esta informação para decisões gerenciais ou para pleitear compensações por parte do poder concedentept_BR


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