Redes neurais recorrentes e XGBoost aplicados à previsão de radiação solar no horizonte de curto prazo

dc.contributor.advisor1Fernandes, Ricardo Augusto Souza
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0880243208789454por
dc.contributor.authorHeinen, Eduarth Dapper
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5953068336220606por
dc.date.accessioned2019-09-13T12:07:56Z
dc.date.available2019-09-13T12:07:56Z
dc.date.issued2018-08-28
dc.description.abstractPrecise estimates of energy production and consumption are essential to promote the integration of renewable energy sources to the electrical grid, guiding power supply balance through cycles and fluctuations inherent to these resources. In this scenario, many experiments have developed solar radiation forecasting methods, but not so many of those apply Recurrent Neural Networks and their potential of modeling time series. This dissertation reviews some of the studies and outlines an experiment comparing Recurrent Neural Networks, XGBoost and persistence of Clear Sky and Clearness indexes in solar irradiance forecasts. Model precision is verified in minute observations from Denver and Las Vegas, re-sampled in resolutions of 5 minutes, 30 minutes, 1 hour and daily mean. XGBoost gives the best results in all forecast horizons, with nRMSE between 12.9% at 5 minute resolutions, and 21.2% at daily mean. Persistence models for Clear Sky and Clearness indexes show comparable precision, with nRMSE from 14.2% to 22.5% in forecasts up to 1 hour ahead. RNNs outperform persistence in forecasts of daily mean irradiance, reaching nRMSE 21.3%.eng
dc.description.resumoEstimativas precisas da geração e consumo de eletricidade são necessárias para promover a integração de fontes de energia renováveis à malha elétrica, orientando o equilíbrio do suprimento de eletricidade através dos ciclos e flutuações destes recursos. Neste cenário, diversos experimentos têm desenvolvido métodos de previsão de radiação solar, mas poucos destes aplicam Redes Neurais Recorrentes e seu potencial de modelar séries temporais. Esta dissertação revisa alguns destes estudos e apresenta um experimento comparando Redes Neurais Recorrentes, XG-Boost e modelos de persistência dos índices de Céu Claro e Claridade em estimativas de irradiância solar. A precisão destes modelos é verificada em observações minuto a minuto de Denver e Las Vegas, re-amostradas em frequências de 5 minutos, 30 minutos, 1 hora e média diária. O modelo XGBoost apresenta os melhores resultados em todos os horizontes de previsão, com nRMSE entre 12.9% em resoluções de 5 minutos, e 21.2% em média diária. Modelos de persistência dos índices de Céu Claro e Claridade demonstram precisão comparável, com nRMSE de 14.2% a 22.5% em previsões até 1 hora à frente. RNNs superam modelos de persistência em previsões de irradiância média diária, alcançando nRMSE de 21.3%.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipIdCAPES: Código de Financiamento 001por
dc.identifier.citationHEINEN, Eduarth Dapper. Redes neurais recorrentes e XGBoost aplicados à previsão de radiação solar no horizonte de curto prazo. 2018. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/11828.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/11828
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCpor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectRedes neurais artificiaispor
dc.subjectRede Neural Recorrentepor
dc.subjectRadiação solarpor
dc.subjectPrevisãopor
dc.subjectSeleção de atributospor
dc.subjectModelos de Persistênciapor
dc.subjectÍndice de Céu Claropor
dc.subjectÍndice de Claridadepor
dc.subjectArtificial neural networkspor
dc.subjectRecurrent Neural Networkseng
dc.subjectSolar radiationeng
dc.subjectForecastseng
dc.subjectFeature selectioneng
dc.subjectPersistence modelseng
dc.subjectClear Sky Indexeng
dc.subjectClearness Indexeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAOpor
dc.titleRedes neurais recorrentes e XGBoost aplicados à previsão de radiação solar no horizonte de curto prazopor
dc.title.alternativeRecurrent neural networks and XGBoost applied to solar irradiance forecasts on short-term horizonseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.ufscar.embargoOnlinepor

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