Los científicos han desarrollado un sistema para predecir los horarios de consumo eléctrico

10:29, 27 octubre 2023

El sistema ayudará a planificar eficazmente la producción de electricidad

La predicción permitirá planificar mejor todo el sistema eléctrico. Foto: unsplash.com / Andrey Metelev

Científicos de la Universidad Federal de los Urales y sus colegas de la Universidad Técnica Estatal de Novosibirsk y la Universidad Técnica de Riga han creado un modelo capaz de predecir el horario diario de consumo de electricidad. El modelo se probó con datos reales del Sistema Energético Central de Mongolia durante tres años: de 2019 a 2021. Los resultados mostraron que el modelo tiene una alta precisión: el error de pronóstico promedio es del 1,25% en el período a corto plazo (un día por delante). Se trata de un resultado elevado, ya que el error medio de previsión de los análogos es del 1-4 %. La descripción del modelo y los resultados de las previsiones en Mongolia fueron publicados en Inventions. La investigación se llevó a cabo con ayuda financiera del programa Prioridad 2030.

"Los resultados obtenidos ayudarán a planificar adecuadamente la carga de las instalaciones energéticas para distribuir eficazmente la electricidad a los consumidores. En general, la previsión permitirá planificar mejor todo el sistema eléctrico, ya que es necesario mantener en todo momento el equilibrio entre el consumo y la generación de electricidad, al tiempo que se garantiza un funcionamiento fiable, técnica y económicamente eficiente del sistema eléctrico, así como planificar las compras de electricidad a los sistemas vecinos", explica Pavel Matrenin, investigador principal del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UrFU.

Los sistemas eléctricos modernos son complejos e incluyen un gran número de elementos estructurales, entre ellos objetos poco predecibles tanto de generación como de consumo. La complejidad del sistema aumenta la inestabilidad del balance energético, ya que surge una incertidumbre adicional.

"El problema de la previsión del consumo energético es que está influido por un gran número de factores, como la meteorología, los procesos tecnológicos de las grandes empresas o la rutina diaria de las personas. Los expertos que pronostican estas dependencias adquieren experiencia a lo largo de meses y años de trabajo, pero esta experiencia es muy difícil de formalizar. Para reducir el riesgo de errores debidos al factor humano, aumentar la precisión y el nivel de automatización de las previsiones, podemos utilizar un software basado en el aprendizaje automático", comenta Pavel Matrenin.

El sistema desarrollado se basa en el uso de software de código abierto, datos meteorológicos, así como datos sobre el uso del consumo eléctrico del Sistema Central de Energía de Mongolia, que genera y consume más del 94% de la electricidad del país. Para construir el modelo y entrenarlo, los investigadores aplicaron Extreme Gradient Boosting Algorithm basado en un conjunto de árboles de decisión. Este método implica que cada árbol hace su propia predicción independiente, y el resultado final se determina mediante la media ponderada de las predicciones de todos los árboles.

"El modelo es capaz de predecir el horario de consumo eléctrico para un día antes, y utiliza valores de consumo de varios días anteriores, datos meteorológicos, el número del día de la semana y el tipo de día: laborable o fin de semana", explica Pavel Matrenin.

Los investigadores tienen previsto probar el modelo en sistemas eléctricos de otros países.

Referencia

La infraestructura energética de Mongolia está representada actualmente por siete centrales termoeléctricas, varias pequeñas centrales hidroeléctricas, así como centrales eólicas y paneles solares.

Según la Oficina Nacional de Estadística de Mongolia, el consumo de electricidad en Mongolia en 2021 fue de 7.800 millones de kilovatios hora. La industria consumió el 61,8% de toda la energía, los hogares el 26,9% y el transporte y las comunicaciones el 4,1%.

El consumo de electricidad en Mongolia crece constantemente, lo que supone un incentivo adicional para el desarrollo de las infraestructuras energéticas del país. Así, el gobierno mongol ha adoptado un plan a largo plazo "Visión-2050", entre cuyos puntos principales figuran los objetivos de crear centrales hidroeléctricas, refinerías de petróleo, gasoductos y otros proyectos de infraestructura, muchos de los cuales se llevarán a cabo en el marco de la cooperación con Rusia.

Sergey Lukyanchenko