Metodologia híbrida para previsão da geração de energia eólica para curto e médio prazo utilizando inteligência computacional em região tropical e subtropical
| bibo.pageEnd | 273 | |
| dc.contributor.advisor1 | Moreira, Davidson Martins | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000000209025218 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2331953711858907 | |
| dc.contributor.author | Zucatelli, Pedro Junior | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-6744-5376 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7494072004817841 | |
| dc.contributor.referee1 | Junior, Neyval Costa Reis | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000000261594063 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4944106074149720 | |
| dc.contributor.referee2 | Nascimento, Erick Giovani Sperandio | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0003-2219-0290 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/5980488641010398 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T00:49:34Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T00:49:34Z | |
| dc.date.issued | 2021-05-21 | |
| dc.description.abstract | It is known that one of the main constituents of modern society is energy, which is necessary to create consumer goods based on natural resources and to supply many of the services that human beings have favored. It is a fact that since the first industrial revolution there has been an exponential increase in emissions of greenhouse gases into the atmosphere, potentiating global warming and, consequently, climate change, air pollution, and health problems. Therefore, scientific studies applied to sustainable technologies are justified to guarantee quality and increase the generation of energy from alternative sources to supply this demand. Inserted in this context, wind energy is a sustainable alternative in full development in Brazil and Uruguay, sites that contemplated this research on the short-term and medium-term wind power forecasting using a hybrid model based on computational intelligence and wavelet decomposition. The general objective of this study was to evaluate and implement improvements in the forecast of wind power generation in the short and medium-term, 1 h to 168 h ahead, in microscale spatial resolution using computational simulation methodology applying supervised machine learning by artificial neural network and the decomposition of temporal signals using Wavelets transform. This effort aimed to meet the shortage in this matter and the demand of the electric energy production and distribution sector in Brazil and Uruguay, to enable an improvement in the use of wind power in current projects and future exploration, production, and commercialization of this energy source. It is noteworthy that this hybrid forecasting model originated a low computational cost tool designed to provide such forecasts to electric energy concessionaires, generators and distributors, and even to the electric system operators. The results achieved in this research proved that the discrete Meyer wavelet function among 48 studied functions has less associated error for the application of filtering and decomposition of wind speed signals, becoming the most efficient for such application, and the use of these filtered data in the feed of recurrent neural networks it was effective for medium-term wind speed forecasting and medium-term wind power forecasting, and short-term wind power ramp forecasting in tropical and subtropical sites. | |
| dc.description.resumo | Sabe-se que um dos principais constituintes da sociedade moderna é a energia, sendo-a necessária para se criar bens de consumo baseados em recursos naturais e para suprir muitos dos serviços com os quais o ser humano tem se favorecido. É fato que a partir da primeira revolução industrial registrou-se um aumento exponencial das emissões dos gases de afeito estufa para a atmosfera potencializando o aquecimento global e, por consequência, as mudanças climáticas, poluição do ar e os problemas de saúde. Portanto, justificam-se os estudos científicos aplicados às tecnologias sustentáveis para garantir a qualidade e aumentar a geração de energia proveniente de fontes alternativas afim de suprir esta demanda. Inserido neste contexto, a energia eólica é uma alternativa sustentável em pleno desenvolvimento no Brasil e no Uruguai, sítios estes que contemplaram esta pesquisa sobre a previsão da geração de energia eólica para curto e médio prazo utilizando modelo híbrido baseado em inteligência computacional e decomposição Wavelet. O objetivo geral deste estudo foi avaliar e implementar melhorias na previsão da geração de energia eólica a curto e médio prazo, 1 h a 168 h à frente, em resolução espacial de microescala usando metodologia advinda de simulação computacional aplicando aprendizado de máquina supervisionado via redes neurais artificiais e a decomposição de sinais temporais por meio das transformadas Wavelets. Tal esforço visou atender à carência neste assunto e à demanda do setor de produção e distribuição de energia elétrica no Brasil e no Uruguai, com a finalidade de possibilitar uma melhoria no aproveitamento da energia eólica nos empreendimentos atuais e em futuros projetos de exploração, produção e comercialização desta fonte de energia. Ressalta-se que este modelo híbrido de previsão originou um ferramental de baixo custo computacional destinado a fornecer tais previsões às concessionárias, geradoras e distribuidoras de energia elétrica e, inclusive, aos operadores do sistema elétrico. Os resultados alcançados nesta pesquisa provaram que a função Wavelet discreta Meyer dentre 48 funções estudadas tem menor erro associado para aplicação da filtragem e decomposição dos sinais de velocidade do vento, se tornando a mais eficiente para tal aplicação, e a utilização destes dados filtrados na alimentação das redes neurais recorrentes foi eficaz para previsão da velocidade do vento e potência de saída a médio prazo e previsão do fenômeno de rampa de energia eólica a curto prazo em região tropical e subtropical. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/14815 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Doutorado em Engenharia Ambiental | |
| dc.publisher.department | Centro Tecnológico | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Ciências da computação | |
| dc.subject | energia renovável | |
| dc.subject | engenharia ambiental | |
| dc.subject | inteligência computacional | |
| dc.subject | simulação computacional | |
| dc.subject | redes neurais artificiais | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Engenharia Sanitária | |
| dc.title | Metodologia híbrida para previsão da geração de energia eólica para curto e médio prazo utilizando inteligência computacional em região tropical e subtropical | |
| dc.title.alternative | Hybrid methodology for short-term and medium-term wind power forecasting using computational intelligence in tropical and subtropical region | |
| dc.type | doctoralThesis |
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