Previsão de consumo de energia elétrica no brasil: uma comparação entre métodos
Data
2023-09-22
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Resumo
The prediction of electricity consumption plays a crucial role in the effective
management of energy resources. This study investigates electricity consumption
forecasting methods applied in the Brazilian context. Four widely recognized
forecasting techniques were explored: Exponential Smoothing, ARIMA
(Autoregressive Integrated Moving Average), Support Vector Machines (SVM), and
Artificial Neural Networks (ANN). The analysis began with the decomposition of the
time series, allowing for the identification of trends, seasonality, and random variations
in the data. The Holt-Winters Exponential Smoothing and the ARIMA model were used
to model the underlying temporal aspects. The Support Vector Machines (SVM)
technique was enhanced through parameter optimization, resulting in highly accurate
and reliable forecasts. Although it required significant computational efforts, SVM
demonstrated remarkable capability in capturing complex relationships. ANN was
investigated and emerged as the most effective approach, providing exceptionally
precise and robust predictions. This method stood out in capturing complex and
sequential patterns, making it the preferred choice for forecasting electricity
consumption in Brazil. However, the final choice of the model should consider not only
evaluation metrics such as MSE (Mean Squared Error), MAE (Mean Absolute Error),
and RMSE (Root Mean-Squared Error) but also adaptation to specific data and
computational demands.
Descrição
A previsão do consumo de energia elétrica desempenha um papel importante no
gerenciamento eficaz dos recursos energéticos. Este estudo investiga métodos de
previsão de consumo de energia elétrica aplicados no contexto brasileiro. Quatro
técnicas de previsão amplamente reconhecidas foram exploradas: Suavização
Exponencial, ARIMA (do inglês, Autoregressive Integrated Moving Average),
Máquinas de vetores de suporte (MVS) e Redes Neurais Artificiais (RNA). A análise
teve início com a decomposição da série temporal, permitindo a identificação de
tendências, sazonalidades e variações aleatórias nos dados. A Suavização
Exponencial de Holt-Winters e o modelo ARIMA foram utilizados para modelar os
aspectos temporais subjacentes. A técnica das Máquinas de Vetores de Suporte
(MVS) foi aprimorada por meio da otimização de parâmetros, resultando em previsões
de alta precisão e confiabilidade. Embora exigisse esforços computacionais
significativos, o MVS demonstrou notável capacidade na captura de relações
complexas. As RNA foram investigadas e emergiram como a abordagem mais eficaz,
fornecendo previsões excepcionalmente precisas e robustas. O método se destacou
na captura de padrões complexos e sequenciais, sendo a escolha preferencial para
prever o consumo de energia elétrica no Brasil. No entanto, a escolha final do modelo
deve considerar não apenas métricas de avaliação, como MSE (do inglês, Mean
Squared Error), MAE (do inglês, Mean Absolute Error), e RMSE (do inglês, Root Mean-
Squared Error), mas também a adaptação aos dados específicos e as demandas
computacionais.
Palavras-chave
Consumo de energia elétrica, Séries temporais, Arima, Suavização exponencial, Inteligência artificial
Referência
FORTES, Bruna Lavínia Santos. Previsão de consumo de energia elétrica no brasil: uma comparação entre métodos. 80 f. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2025.
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