Geração #4

Objetivo do Trabalho

Analisar uma usina hidrelétrica do SIN utilizando o programa de estatística R e Rstudio, disponíveis na internet.

Apresentação

Cada aluno deverá enviar através do classroom, até a data marcada, os seguintes documentos:

    • Os arquivos de dados utilizados no formato xlxs;
    • O arquivo Rmd em formato HTML.
    • Apresentação em powerpoint sobre a usina e os resultados encontrados.

Os alunos deverão apresentar o andamento do seu trabalho durante as aulas sempre que solicitado pelo professor.

Atividades Preliminares

  1. Instalar o programa Rstudio e R no computador.
  2. Estudar o programa Rstudio e R.
  3. Baixar os dados da sua usina1 no site do ONS em escala diária a partir de 1/1/2000 até a data atual com os seguintes dados:
      1. Vazão afluente diária em m3/s;
      2. Vazão vertida diária em m3/s;
      3. Vazão defluente diária em m3/s;
      4. Vazão transferida diária em m3/s;
      5. Vazão de outras estruturas diária em m3/s;
      6. Nível de Montante diário em m;
      7. Geração de Energia horária em MWm ;
      8. Volume útil diário da sua usina em %;
      9. Energia Natural Afluente Bruta do subsistema da sua usina em MWm;
      10. Energia Armazenada diária no subsistema de sua usina em GWh;
      11. Custo Marginal de operação semanal do subsistema da sua usina;
  4. Copiar os dados da vazão natural afluente da sua usina do arquivo Vazões Naturais Afluentes Diárias em anexo no Classroom2.
  5. Copiar todos os dados da sua usina do arquivo Hidr.xls em anexo no Classroom.
    1. Analisar e comentar o significado de todos os dados.
  6. Transferir os dados para o programa Rstudio.
  7. Fazer os gráficos de cota x volume e cota x área.
    1. Comparar os resultados com os dados máximo e mínimos da usina.
  8. Faça o gráfico da evaporação líquida mensal em m3 considerando as áreas mínima, máxima e média do reservatório.
    1. Compare os valores médios anuais encontrados com a MLT.

Cálculos com R

  1. Faça o sumário estatístico das séries. 3
  2. Faça o histograma das séries. 4
  3. Faça o Boxplot das séries. 5
  4. Repita os itens anteriores com as séries normalizadas.
    1. Considere a MLT para as séries de vazão como base;
    2. Considere 100% como base para as séries em %;
    3. Considere os valores máximos de projeto como base para as séries de nível.
    4. Considere a energia correspondente a um fator de capacidade de 100% como base para as séries de energia.
    5. Não normalize a série de custo marginal.
  5. Faça o gráfico de persistência da série da vazão natural afluente normalizada utilizando a função percentil. Mostre o valor da vazão referente à energia assegurada da usina, o valor da vazão média, mediana, percentil 5%, percentil 95% e as vazões de todas as possíveis combinações de turbinas da usina em operação. 6
  6. Faça o gráfico da energia a partir da persistência da vazão natural afluente normalizada e coloque linhas verticais nas vazões da soma das vazões das possíveis combinações de máquinas operando.
  7. Faça o gráfico de persistência da energia realmente gerada e compare com o anterior.
  8. Determine o ganho de energia possível com a adição de uma nova máquina.
  9. Aplique a função decompose nas séries de vazão e crie séries temporais com as componentes de tendência, sazonal e randômica.
  10. Crie a série temporal da média móvel de 12 meses da séria de vazão natural afluente e faça:7
      1. o sumário estatístico;
      2. a autocorrelação;
      3. o Histograma;
      4. o decompose.
  11. Faça um gráfico de variação 8 aplicada nas séries:
    • Vazão natural afluente normalizada;
    • Armazenamento da usina em %;

 Analise os resultados

  1. Apresente os dados da sua usina
  2. Analise o boxplot de todas as séries temporais.
  3. Analise os histogramas das séries temporais da bacia e subsistema.
  4. Analise as séries temporais.
  5. Encontre o período crítico de sua usina, considerando a menor energia natural afluente em 5 anos, e compare com o período crítico do SIN.
  6. Calcule a série temporal do rendimento da usina considerando as séries de vazão turbinada, nível de reservatório e energia gerada.
    1. Faça o sumário estatístico dessa série;
    2. Faça o boxplot dessa série;
    3. Analise os resultados.

Bibliografia

  1. COGHLAN,A., A Little Book of R for Time Series, 2011.
  2. NENADIC, O., ZUCCHINI, W., Statistical Analysis with R, 2004.
  3. COHEN, Y., COHEN, J., Statistics and Data with R: An applied approach through examples, Wiley, 2008.
  4. KITAGAWA, G., Introduction to Time Series Modeling, CRC Press, 2010.
  5. TEETOR, P., R Coobook, O’Reilly Media, oreilly.com,2011.
  6. Site do pacote  RStudio
  7. Site do Pacote R
  8. Curso online sobre R
  9. Curso online sobre Dados
  10. LIMA, A., Geração hidrelétrica: fatos e mitos, Revista Advir, 90, dezembro, 2013.
  11. Utilize o Google para encontrar respostas para suas dúvidas de R.