Evaluación de los pronósticos de energía eólica: una vista actualizada

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DOI: 10.1002 / we.2497[pic 2]

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ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

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Evaluación de los pronósticos de energía eólica: una vista actualizada[pic 5]

JakobW. Messner 1[pic 6][pic 7]

Irene Schicker 3

Pierre Pinson 1

Jethro Browell 2

Mathias B. Bjerregård 1[pic 8][pic 9][pic 10]

1 Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), Lyngby, Dinamarca[pic 11][pic 12]

2 Ingeniería eléctrica y mecánica, Universidad de

Strathclyde, Glasgow, Reino Unido

3 Servicio Meteorológico de Austria (ZAMG), Viena, Austria

Correspondencia

Jakob W. Messner, Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), Lyngby, Dinamarca. Correo electrónico: jakob.messner@posteo.net

Información de financiación

Energistyrelsen, número de subvención / premio:

EUDP-64015-0559; Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas, número de subvención / premio: EP / R023484 / 1

1. INTRODUCCIÓN[pic 13]

La energía eólica se ha convertido en una fuente de energía importante en muchos sistemas de energía. En Europa, ya cubre aproximadamente el 12% de la demanda total de electricidad. 1 Sin embargo, la variabilidad y la previsibilidad limitada de su producción desafían los mercados y los sistemas de energía, lo que hace que los pronósticos sean necesarios para una operación óptima (por ejemplo, equilibrio de carga y mantenimiento) y comercio. Se ha investigado mucho en el desarrollo de modelos de predicción de energía eólica y se han propuesto una variedad de modelos para diferentes aplicaciones y tipos de predicciones. Estos incluyen predicciones puntuales deterministas, predicciones probabilísticas de diversas formas y predicciones multivariadas o predicciones para eventos específicos como rampas o ráfagas, 2 ver, por ejemplo, Giebel et al. 3 para un informe general de vanguardia sobre previsión de energía eólica o Kariniotakis 4 para una cobertura reciente de los desafíos relacionados con la previsión de energía eólica (y la extensión a otras fuentes de energía renovable).

Uno de los desafíos actuales, que rara vez se cubre y se discute, es la verificación de pronósticos, tal vez porque muchos creen que los marcos de verificación están bien establecidos y los usuarios de pronósticos están contentos con su uso. La evaluación de pronósticos es crucial para el desarrollo de modelos, la selección del mejor proveedor de pronósticos o para el control de calidad. Algunos de sus principales objetivos incluyen la estimación de estadísticas de errores futuros, la comparación de la precisión del pronóstico de diferentes pronósticos o la búsqueda de fallas en un determinado modelo de pronóstico. Desafortunadamente, no es el caso de que el conocimiento actual sobre la verificación de pronósticos y los marcos de verificación existentes puedan brindarnos toda la información sobre la

calidad objetiva de los pronósticos y su valor para los usuarios de pronósticos. 5,6 Más recientemente, este aspecto fue discutido por Landberg et al. 7 o Bessa et al 8 para el caso específico de la previsión de energía eólica.

Las métricas de evaluación son herramientas para resumir las características de los errores de pronóstico, pero desafortunadamente, no existe una métrica universal que pueda examinar todas las cualidades de los pronósticos. El mejor pronóstico en una métrica puede funcionar mal con respecto a otra métrica. Por lo tanto, es esencial seleccionar un criterio de evaluación que refleje bien la función de costo del usuario del pronóstico, por ejemplo, si el costo de un error es directamente proporcional al error, el error absoluto medio es el más apropiado. La selección de un criterio de evaluación inadecuado puede llevar a conclusiones erróneas, como la selección de un proveedor de pronóstico que no es el mejor para la aplicación prevista. 9

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El historial de revisión por pares de este artículo está disponible en https://publons.com/publon/10.1002/we.2497.

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Al igual que los pronósticos en sí, también, la evaluación del pronóstico muestra cierto grado de incertidumbre, y los resultados de la evaluación no siempre tienen que reflejar las expectativas futuras, por ejemplo, puede haber diferencias de desempeño entre diferentes años, o si los pronósticos se evalúan solo para la temporada de verano, los resultados no tienen por qué ser representativos de la temporada de invierno. Por lo tanto, es importante diseñar la configuración de la evaluación de manera adecuada y poder cuantificar e interpretar correctamente estas incertidumbres de los resultados.

En contraste con el desarrollo del modelo de pronóstico, la evaluación del pronóstico no ha recibido tanta atención en la literatura de pronóstico de energía eólica. Las excepciones notables son Madsen et al. 10 que propone un protocolo estándar para la evaluación de pronósticos, Landberg et al. 7 que examina la evaluación de pronósticos por conjuntos, Bessa et al. 8 que analiza la relación entre la calidad del pronóstico y el valor, o Pinson y Girard 11 que discuten los enfoques de evaluación para los pronósticos de escenarios de energía eólica. No obstante, la evaluación del desempeño ha sido una herramienta importante en el desarrollo de modelos, y casi todas las publicaciones deberían basarse en algunas formas de marco de verificación para comparar su propio enfoque. Más allá de la energía eólica únicamente, se pueden encontrar varios trabajos de referencia sobre evaluación de pronósticos en la literatura general sobre pronósticos. Los ejemplos incluyen los estudios anteriores. 12-19

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