redes neurais artificiais na previsão do consumo de energia elétrica no brasil_ii

8/18/2019 Redes Neurais Artificiais Na Previsão Do Consumo de Energia Elétrica No Brasil_II

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CENTRO UNIVERSITÁRIO SOCIESC – UNISOCIESC

SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA

SAHAR MAHMOUD AYOUB

REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NA PREVISÃO DE CONSUMO DE ENERGIA

ELÉTRICA NO BRASIL

JOINVILLE-SC

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2015012CENTRO UNIVERSITÁRIO SOCIESC – UNISOCIESC

SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA

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ELÉTRICA NO BRASIL

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AGRADECIMENTOS

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RESUMO

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Palavras-Chave: R##! N#/$%.! A$".4..%.! M)#') # P$#.=>) C),!/:) #

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7/96

ABSTRACT

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LISTA DE ILUSTRA!ES

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9


10/96

GR"#ICOS

Gráfco 1 População brasileira..............................................................................54

Gráfco 2 Produto !ter!o "ruto do "rasil.............................................................56

Gráfco 3 #ese$pe!%o das $portaç&es e '(portaç&es......................................57

Gráfco 4 Produção de alu$)!io e$ 1000 to!eladas............................................59

Gráfco 5 Produção de aço bruto e$ 1000 to!eladas...........................................60

Gráfco 6 Produção de ci$e!to e$ $il%&es de to!eladas....................................61

Gráfco 7 Produção de papel e celulose e$ 1000 to!eladas................................62

Gráfco 8 Produção de *obre !o "rasil.................................................................63

Gráfco 9 Produção de pelotas e$ $il%&es de to!eladas.....................................64

Gráfco 10 Produção de soda e cloro e$ 1000 to!eladas.....................................65

Gráfco 11 *apacidade i!stalada e$ +,%...........................................................66

Gráfco 12 *o!su$o de e!er-ia eltrica !o "rasil................................................67

LISTA DE TABELAS

10


11/96

/abela 1 +odelos de redes !eurais artifciais.......................................................29

/abela 2 'rro perce!tual e!tre alores co!%ecidos e trei!ados............................78

/abela 3 alores si$ulados ( alores co!%ecidos.................................................81

/abela 4 edes si$uladas ( 'rro $dio perce!tual..............................................82

/abela 5 'rro perce!tual e!tre alores co!%ecidos e trei!ados............................84

/abela 6 alores si$ulados ( alores co!%ecidos.................................................86

/abela 7 *o$paratio e!tre $e!or e $aior ua!tidade de dados dispo!)el......87

SUM"RIO

11


12/96

1 INTRODUÇÃO...............................................................................................15

1.1 /'+...........................................................................................................16

1.1.1 Delimitação do tema............................................................................16

1.2 P"'+..................................................................................................16

1.3 P/''....................................................................................................16

1.4 :;/*...............................................................19

2.1.1 Estações e!ado!as.............................................................................20

2.1.2 Li"#as de T!a"smissão........................................................................21

2.1.$ %istemas de Dist!i&'ição....................................................................22

2.2 #'+># #' '>'G '=/*...............................................................23

2.3 P'? #' #'+>#.............................................................................23

2.4 "##' # P'? #' *G '=/* #...................................................25

2.6 =' /'+P.....................................................................................27

2.7 '#' >'; /


13/96

2.7.6.2 t!i*a "o 0!asil......................65

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1 INTRODUÇÃO

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15


16/96

1.1 /'+

UTILIWAXÃO DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NA PREVISÃO DE

CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

1.1.1 Delimitação do tema

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17/96

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2 REFERENCIAL TEÓRICO

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Figura 1 Sistema Elétrico de Potência SEP

Fonte: Desconhecido

19


20/96

2.1.1 Estações e!ado!as

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Figura 2 Oferta Interna de Energia Elétrica por Fonte

Fonte: Balanço Energético Nacional (BEN 2015, p1!

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Fonte: )a*$in, p

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co$o Ju!ção eitar o sur-i$e!to de erros ua!do os dados de

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37/96

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Fonte: & a'tor

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Fonte: & a'tor

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Fonte: & a'tor

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Figura 12 #ede !+P t4pica com duas camadas intermediarias

Fonte: )a*$in, 2001

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Figura 13 #ede totalmente conectada

Fonte: & a'tor

Figura 1"5 #ede parcialmente conectada

Fonte: & a'tor

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Fonte: )a*$in, 2001

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48/96

Figura 1) prendi6ado super7isionado

Fonte: Braga 3ar4alho e +'der"ir, 2000

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Fig'ra 1/ Fl'o de processa"ento do algorit"o ac$propagation

Fonte: & a'tor

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49


50/96

Figura 1. Flu8ograma do algoritmo 'ac9propagation

Fonte: & a'tor

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Figura 20 Posse média de euipamentos

Fonte: lano Decenal de Epans6o de Energia 7 EE,2015 p8.

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54


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200I000I000

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Fonte: & a'tor co" dados do 9BE

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Figura 21 Crescimento econ&mico mundial e nacional

Fonte: Nota técnica DE; 08


57/96

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19971998

19992000

20012002

20032004

20052006

20072008

20092010

20112012

20132014

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

3000.00

P" "il%ão B;#C

P" "il%ão B;#C

Fonte: & a'tor co" dados do Banco 'ndial e BNDE=

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19951996

19971998

19992000

20012002

20032004

20052006

20072008

20092010

20112012

20132014

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

"ala!ça *o$ercial

s e(portaç&es de be!s e seriços BM do P"C

s i$portaç&es de be!s e seriços BM do P"C

Fonte & a'tor co" dados do inistério do Desen4ol4i"ento, 9nd>stria e 3o"ércio Eterior

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Figura 22 ;randes consumidores industriais5 produ-*o f4sica ?10@ tAanoB

Fonte: Nota técnica DE; 08) % %#.% ) %'/:,.) ) PDE 201; . ) !#8/.,"#K

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500.00

1000.00

1500.00

2000.00

Produção de lu$i!io

Produção de lu$i!io B10N3 tC

Fonte: & a'tor co" dados da ;ssociaç6o Brasileira do ;l'"?nio (;B;+!

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>o prese!te estudoI co!f-uraKse u$ ce!ário $odesto de

e(pa!são da produção de aço bruto para os prO(i$os a!os.

capacidade i!stalada au$e!ta !o decorrer do %oriEo!te

dece!alI co$ e(pa!são de 0I9M ao a!oI JaEe!do co$ ue as

e(portaç&es l)uidas te!%a$ Jorte retração !este per)odo.

produção brasileira de aço eoluirá de 35 $il%&es de

to!eladasI e$ 2014I para 48 $il%&es de to!eladas e$ 2024I

pri!cipal$e!te co$o co!seu!cia da pre$issa de -radual

reto$ada da utiliEação da capacidade i!stalada BN)"% "9,.%

DEA 0;15 - EPE +1

60


61/96

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adeuará Qs !ecessidades de ate!di$e!to ao cresci$e!to

da de$a!da do$sticaI a ual se sup&e auecidaI e$

Ju!ção dos pro-ra$as %abitacio!ais e da $el%oria de re!da

da população alaa!ca!do a co!strução ciilI assi$ co$o de

-ra!des obras de i!Jraestrutura !ecessárias ao

dese!oli$e!to suste!tado do Pa)s. BN)"% "9,.% DEA 0;15 -

EPE +;2

61


62/96

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0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

Produção de *i$e!to

Produção de *i$e!to !o "rasil B10N6 tC

Fonte: & a'tor co" dados do BNDE=

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setor de papel e celulose u$ dos $ais pro$issores da i!dAstria

de tra!sJor$ação !o "rasilI ue possui a!ta-e$ !atural para a

pla!tação de árores de fbra curtaI co$o o eucalipto. ra$o de

celuloseI especial$e!teI opera co$ bai(o custoI e$ pla!tas de

-ra!de escalaI e $uito co$petitio i!ter!acio!al$e!teI co$

-ra!de pote!cial para e(portar. produção de papel a partir da

celulose $ais oltada para o $ercado i!ter!oI possui!do $uito

espaço para e(pa!sãoI dado o bai(o co!su$o per capita atual.P'%,) D##,%' # E+%,!>) # E,#$8.% 202; – EPE201; +;0

62


63/96

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;ráfico , Produ-*o de papel e celulose em 1000 toneladas

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2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00

12000.00

14000.00

16000.00

18000.00

Produção de Papel *elulose

Produção de Papl B10N3 tC Produção de *elulose B10N3 tC

Fonte: & a'tor co" dados da ;ssociaç6o Brasileira de 3el'lose e apel (B@;3E+;!

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Produção de cobre e$ 103 to!eladas

Fonte: & a'tor co" dados do BNDE=

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64


65/96

;ráfico / Produ-*o de pelotas em mil=>es de toneladas

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PelotiEação

PelotiEação B10N6 tC

Fonte: & a'tor co" dados do Departa"ento Nacional de rod'ç6o ineral (DN!

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1500.00

2000.00

Produção de oda *loro

Produção de oda B10N3 tC Produção de *loro B10N3 tC

Fonte: & a'tor co" dados da ;ssociaç6o Brasileira da 9nd>stria de Alcalis, 3loro e Deri4ados

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140000.00

160000.00

*apacidade i!stalada de -eração eltrica !o "rasil B+,%C

*apacidade i!stalada de -eração eltrica !o "rasil B+,C

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67


68/96

;ráfico 12 Consumo de energia elétrica no 'rasil

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Fonte: & a'tor co" dados do &perador Nacional do =iste"a (&N=!

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Figura 23 Pro:e-*o de consumo de energia elétrica

Fonte: lano Decenal de Epans6o de Energia 2028 7 EE,2018 p80

68


69/96

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Figura 2" Flu8o básico para a concep-*o de uma #%

Fonte: & a'tor

69


70/96

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71/96

Figura 2$ ela de configura-*o da #% no !+' #201$a

Fonte: & a'tor

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73/96

Figura 2) ela do tool de redes neurais do !+'

Fonte: & a'tor

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Modelo de rede e Feedforward ): ac$propagation

#&92o de 're)a*e'o e +e4energarC'ardt ac$propagation

#&92o de ada/'a92o e radient descent weight and ias learning f'nction

#&92o de /er3or*a0e e ean =C'ared Error

N*ero de 0a*adas o0&l'as e ;

N*ero de e&r;)os /or 0a*ada e

#&92o de a')va92o e F/,=>) S.8:).#

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74/96

Figura 2, ela de configura-*o de uma das #% simulada

Fonte: & a'tor

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Figura 2. #ede simulada pelo !+'

Fonte: & a'tor

74


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Figura 2/ anela com op->es de comandos da rede criada

Fonte: & a'tor

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Figura 30 ParDmetros de treinamento da rede

Fonte: & a'tor

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Figura 31


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Figura 32 Processo de treinamento da rede

Fonte: & a'tor

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79/96

Figura 33 Compara-*o ente 7alores con=ecidos e 7alores treinados

Fonte: & a'tor

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redes neurais artificiais na previsão do consumo de energia elétrica no brasil_ii

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