Previsão de diagramas de carga via Holt-Winters com três sazonalidades

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

Os modelos de previsão de consumos de energia elétrica são um elemento chave no século XXI e têm sido alvo de inúmeros desenvolvimentos nos últimos anos devido à estrutura económica da nossa sociedade e constante aumento de carga. Sendo a previsão tão importante para a nossa sociedade pelo facto de estarmos inseridos num mercado complexo e instável (Mercado Ibérico de Eletricidade, MIBEL) onde os preços de venda e compra oscilam diariamente, é necessário precaver importações de energia por forma a diminuir a nossa dependência do exterior. Esta dissertação incide sobre o estudo da problemática da previsão do consumo de energia elétrica em três horizontes temporais (24 horas, 168 horas e 336 horas), tendo como ponto de partida os dados disponibilizados pela Redes Energéticas Nacionais, REN. Nesta dissertação é abordado o estudo da série temporal de dados numa vertente descritiva e numa vertente inferêncial com o objetivo de efetuar uma análise do consumo de energia elétrica no momento pre-crise económica e durante a crise econômica. Esta análise incide diretamente sobre a variável consumo de energia elétrica. São efetuados estudos estatísticos, onde é analisada a diferença de consumos de energia entre os períodos de verão e inverno. Ao nível de previsão, é efetuado o devido tratamento dos dados fornecidos pela REN, recorrendo ao agrupamento de dados consoante a análise pretendida. Esta análise, incide, principalmente no estudo de previsões efetuadas com um histórico com umadimensão de (7 anos) e (5 anos), as previsões são efetuadas recorrendo ao modelo de Holt-Winters multiplicativo com tripla sazonalidade (diária, semanal e anual). Finalmente, após a seleção do modelo a aplicar é efetuado o estudo da evolução do erro médio quadrático e determinação de intervalo s de confiança, para o nível de significância de 5%.

Abstract: Predictive models of electrical energy consumption are a key element in the XXI century and have been the target of constant development in recent years due to the economic structure and constantly increasing load. Being so important to our society, because we are embedded in a complex and unstable market (MIBEL), where the sale and purchase prices fluctuate daily, forecast is necessary to avoid energy imports and to reduce our dependence on outside. This work will focus on studying the problem of the electricity consumption in three types of time horizons (daily, weekly and annual) forecast, taking as starting point the data made available by the REN. This thesis approached the study of time series data in a descriptive and an inferential shed shed in order to make an analysis of energy consumption in the economic pre-crisis time and during the economic crisis. This analysis focuses directly on the variable electricity consumption. They are performed statistical studies, where it is analyzed the difference in energy consumption between periods of summer and winter. The level forecast, due process data provided by REN is performed, using the grouping of data according to the analysis. This analysis focuses primarily on the study of forecasts made with a history of size (7 years) and (5 years), forecasts are made using the model of Holt-Winters multiplicative triple seasonality (daily, weekly and annual). Finally, after selecting the model to be applied is made the study of the evolution of the mean square error and determination of confidence intervals, to the level of significance of 5%.