Previsão de cargas eólicas utilizando decomposição por análise espectral singular e redes neurais de regressão generalizada
A energia eólica representa uma importante fonte de energia renovável, e tem sido um dos focos para a transição de matrizes energéticas baseadas na queima de combustíveis fósseis por conta da sua natureza inesgotável, limpa e barata. A previsão de carga é um elemento essencial para integrar as usinas eólicas à rede elétrica, garantindo que a demanda seja suprida em todos os momentos com estabilidade e eficiência. Equiparar a geração à demanda real reduz desperdícios, evita sobrecargas e custos adicionais, resultando em maior confiabilidade no fornecimento de energia elétrica. No entanto, é difícil prever a quantidade de energia produzida devido a característica intermitente dos ventos, sendo necessário o desenvolvimento de métodos de previsão que levem em consideração as particularidades da geração eólica.
Este trabalho buscou desenvolver uma metodologia para sistematizar a previsão de cargas eólicas no curto e médio prazo, até sete dias a frente, com validação nas seguintes janelas de tempo: 1 hora, 6 horas, 12 horas, 24 horas, 48 horas, 72 horas e 168 horas a frente. Para isso, foi utilizada uma metodologia híbrida baseada na decomposição da série temporal de geração de energia eólica por meio da análise espectral singular (SSA - Singular Spectrum Analysis) e previsão dos níveis decompostos por meio da rede neural de regressão generalizada (GRNN - General Regression Neural Network). Para avaliar o método proposto, foram utilizados os conjuntos de dados de geração horária de usinas eólicas do Operador Nacional do Sistema Elétrico Brasileiro. Dentre todas usinas eólicas presentes, foram selecionados o conjunto de usinas Alegria I e II e Asa Branca, ambas instaladas no Estado do Rio Grande do Norte. De maneira geral, os resultados obtidos indicam que a metodologia empregada é capaz de realizar previsões até 168 passos a frente, com uma boa acurácia. A comparação do método com e sem a decomposição pela SSA indica que a decomposição, de fato, auxilia na capacidade de generalização do modelo.