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dc.contributor.advisorMattos, César Lincoln Cavalcante-
dc.contributor.authorSouza Neto, Airton Ferreira de-
dc.date.accessioned2024-11-04T14:44:50Z-
dc.date.available2024-11-04T14:44:50Z-
dc.date.issued2023-
dc.identifier.citationSOUZA NETO, Airton Ferreira de. Spatio-temporal wind speed forecasting with Bayesian uncertainty quantification. 2023. 69 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78733-
dc.description.abstractThe prediction of short and long-term wind time series has great utility for the industry, especially for wind energy generation, with various practical applications in the day-to-day operation of parks. The results are even more powerful and reliable when associated with uncertainty estimates, providing greater support for decision-making. In this work, a data-driven modeling approach based on deep neural networks is presented. The quantification of uncertainty associated with the predictive distribution can be done using a Bayesian learning approach. However, in the context of neural networks and deep learning, the conventional Bayesian approach is intractable and computationally expensive. On the other hand, there have been several recent advances in approximate Bayesian inference techniques in deep learning, particularly those that do not modify traditional training algorithms. This work proposes the use of deep neural networks for the spatio-temporal modeling of wind based on measurements collected from wind turbine data acquisition systems. It also includes predictions from widely used global climate forecasting models in the energy industry. The predictions made are accompanied by the quantification of uncertainty, extracted using approximate Bayesian inference techniques. The developed solution is evaluated using data collected from a wind farm in South of Brazil. Different combinations of models and approximations are compared based on the achieved metrics and graphs of uncertainty calibration. The conducted experiments indicate that the use of recurrent convolutional neural networks (ConvLSTM) with Deep Ensembles provides the best results for the predictive distribution, potentially assisting the operation of wind farms.pt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.titleSpatio-temporal wind speed forecasting with Bayesian uncertainty quantificationpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.co-advisorGomes, João Paulo Pordeus-
dc.description.abstract-ptbrA predição de séries temporais de vento de curto e longo prazo possui grande utilidade para a indústria, sobretudo a de geração de energia eólica, tendo várias aplicações práticas no dia a dia operacional dos parques. Os resultados da predição são ainda mais poderosos e confiáveis quando associados a estimativas de incerteza, trazendo um maior apoio à tomada de decisão. Neste trabalho, uma modelagem orientada a dados, baseada em redes neurais profundas, é apresentada. A quantificação de incerteza associada à distribuição preditiva pode ser feita a partir de uma abordagem de aprendizagem Bayesiana. No entanto, no contexto de redes neurais e aprendizagem profunda, a abordagem Bayesiana convencional é intratável e computacionalmente custosa. Por outro lado, tem havido vários avanços recentes em técnicas de inferência Bayesiana aproximada em aprendizado profundo, em que destacam-se aquelas que não modificam os algoritmos de treinamento tradicionais. O presente trabalho propõe o uso de redes neurais profundas para a modelagem espaço-temporal do vento a partir de medições presentes nos sistemas de aquisição de dados de turbinas eólicas. São incluídas ainda as predições de modelos de previsão climática global, amplamente usados pela indústria energética. As predições realizadas são acompanhadas da quantificação da incerteza, extraída a partir de técnicas de inferência Bayesiana aproximada. A solução desenvolvida é avaliada em dados coletados de um parque eólico no sul do Brasil. Diferentes combinações de modelos e aproximações são comparadas a partir da acurácia alcançada e de métricas e gráficos de calibração da incerteza. Os experimentos executados indicam que a utilização de redes neurais convolucionais recorrentes (ConvLSTM) em comitês profundos (Deep Ensembles) proporciona os melhores resultados para a distribuição preditiva, podendo auxiliar a operação de parques eólicos.pt_BR
dc.title.enSpatio-temporal wind speed forecasting with Bayesian uncertainty quantificationpt_BR
dc.subject.ptbrQuantificação de incerteza Bayesianapt_BR
dc.subject.ptbrAprendizado profundopt_BR
dc.subject.ptbrModelagem espaço-temporalpt_BR
dc.subject.ptbrPredição de ventopt_BR
dc.subject.enBayesian uncertainty quantificationpt_BR
dc.subject.enDeep learningpt_BR
dc.subject.enSpatio-temporal modelingpt_BR
dc.subject.enWind speed forecastpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
local.author.latteshttp://lattes.cnpq.br/0942129226337657pt_BR
local.advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/2445571161029337pt_BR
local.co-advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/9553770402705512pt_BR
local.date.available2024-11-04-
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