[pt] DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO DE UM SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOS DE BAIXO CUSTO PARA PREVISÃO DE CURTÍSSIMO PRAZO DA POTÊNCIA FOTOVOLTAICA

• Other Authors: RODRIGO FLORA CALILI
• Language: en
• Published: MAXWELL 2020
• Subjects: [pt] PREVISAO; [en] FORECASTING; [pt] METROLOGIA; [en] METROLOGY; [pt] REDE NEURAL; [en] NEURAL NETWORK; [pt] FOTOVOLTAICA; [en] PHOTOVOLTAIC; [pt] IMAGEM CELESTIAL
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=47953@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=47953@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.47953

[pt] Dado o recente aumento da adoção de fontes renováveis de energia, é essencial reavaliar os sistemas tradicionais de energia. A intermitência pode causar diversos problemas ligados à qualidade e eficiência energética. O objetivo desta dissertação de mestrado é desenvolver uma ferramenta capaz de subsidiar modelos de previsão solar para aplicações visando a melhoria da operação em tempo real. O atual paradigma de previsão solar sub-horária consiste em usar imagens celestiais para prever a cobertura nebulosa para curtos horizontes temporais. Visando desenvolver um modelo mais exato, é necessária a utilização de componentes determinísticos, como a temperatura e o ângulo de incidência dos raios solares, em conjunto com a modelagem dos efeitos estocásticos das nuvens. Visto que o objetivo da previsão sub-minuto é permitir que se lide com variações de alta frequência, os dados devem possuir informação condizente com estas frequências. Por esse motivo foi feita a coleta de dados por exclusão. O sistema captura dados a cada 1 s e, quando detecta uma mudança suficientemente grande na potência do painel, salva essa informação, 10 s para trás até 4 s à frente da perturbação detectada. Os dados, depois de pré-processados, foram usados para treinar uma rede neural para determinar a relevância dos dados. Com cuidadosa seleção de atributos e arquitetura de rede, o modelo apresentou boa regressão com R2 maior que 0.93 para ambas variáveis testadas com horizonte de 60 s à frente. Concluindo, portanto, que os dados obtidos são relevantes para previsões de até 60 s à frente. === [en] The rising adoption of renewable energy sources means we must turn our eyes to limitations in traditional energy systems. Intermittency, if left unaddressed, may lead to several power quality and energy efficiency issues. The objective of this work is to develop a working tool to support PV energy forecast models for real-time operation applications. The current paradigm of intra-hour solar power forecasting is to use image-based approaches to predict the state of cloud composition for short time-horizons. For a more accurate model, it is also necessary to use deterministic components such as temperature and angle of incidence on the panels in addition to the stochastic effect of clouds. Since the objective of intra-minute forecasting is to address high-frequency intermittency, data must provide information on and surrounding these events. For that purpose, acquisition by exception was chosen as the guiding principle. The system performs power measurements at 1 Hz frequency and whenever it detects variations over a certain threshold, it saves the data 10 s before and 4 s after the detection point. After post-processing, this data was fed into a multilayer perceptron neural network to determine its relevance to the forecasting problem. With a thorough selection of attributes and network structures, the results show very low error with a normalized good fitting with R2 greater than 0.93 for both input variables tested with a time horizon of 60 s. In conclusion, the data provided by the acquisition system yielded relevant information for forecasts up to 60 s ahead.