Um estudo sobre os métodos de amortecimento exponencial para a previsão de carga a curto prazo

Short-term load forecasts (forecasts for horizons ranging from a few hours to a few days ahead) are essential for the planning, controling and operation of energy systems, both for technical and financial reasons. Since it is not feasible to store energy in large quantities, an efficient way to forecast energy demand becomes indispensable. Because of this, a large literature has developed on the subject. Due to the complexity of load series and the nonlinear relationship of the load with exogenous variables, the most frequently proposed forecasting systems in recent papers are those based on complex algorithms of computational intelligence. However, simple linear methods are still very frequently used, either alone or in combination with non-linear techniques. One of these methods is Holt-Winters-Taylor (HWT), which is an adaptation of the well-known Holt-Winters exponential smoothing method, modified so that multiple seasonalities can be modeled at the same time. In this paper, we implement three variants of this HWT method and analyze their performances over two sets of actual load data. We found that a linear combination of these variants clearly outperforms the original HWT method, and provides accurate forecasts at a low computational cost.As previsões a curto prazo da carga elétrica (de algumas horas até alguns dias à frente) são essenciais para o planejamento, controle e operação dos sistemas de energia, tanto por por razões técnicas quanto financeiras. Como não é possível estocar grandes quantidades, torna-se indispensável um maneira eficaz de programar a produção da energia para que ela atenda a demanda. Por conta disso, uma grande literatura desenvolveu-se sobre o assunto. Devido à complexidade das séries de carga e à dependência não-linear destas carga em relação a diversas variáveis exógenas, os sistemas de previsão mais frequentemente propostos em trabalhos recentes são aqueles baseados em algoritmos complexos de inteligência computacional. No entanto, métodos lineares simples ainda são muito comumente usados, por si sós ou em combinação com técnicas não-lineares. Um desses métodos é o de Holt-Winters-Taylor, que é uma adaptação do conhecido método de amortecimento exponencial de Holt-Winters para que múltiplas sazonalidades possam ser modelados concomitantemente. Este trabalho implementa três variantes deste método HWT e analisa seus desempenhos em duas séries de dados reais de carga. Verificou-se que uma combinação linear dessas variantes nitidamente supera o método HWT original e fornece previsões precisas, com um baixo custo computacional