[pt] Muitos dos modelos de simulação de cenários de vazões, necessários para o planejamento e operação de setores elétricos, são construídos sob hipóteses rígidas. Isto pode restringir sua capacidade de representar dependências não-lineares e\ou distribuições não usuais. Cópulas superam estas limitações. Elas possibilitam que o comportamento marginal das variáveis seja modelado separadamente da estrutura de dependência do vetor aleatório. Além do mais, podem representar os mais diversos tipos de associações. Isto posto, esta tese apresenta 3 artigos onde modelos de cópulas são desenvolvidos visando a simulação de cenários de vazões. No primeiro artigo, propomos um modelo periódico de cópulas vine espaciais para simulação multivariada. As principais contribuições são a extensão para o caso periódico dos modelos de cópulas vine espaciais; a drástica redução do número de parâmetros; o desenvolvimento de um modelo não linear multivariado para simulação de cenários de vazões que incorpora a dependência temporal, a dependência espacial, a variação sazonal e o elevado número de usinas (alta dimensão). No segundo artigo, realizamos algumas modificações no modelo periódico espacial proposto que resultam em uma menor complexidade sem perda de performance. No terceiro artigo, propomos uma metodologia baseada em cópulas vine para modelar a dependência temporal de séries periódicas uni variadas de vazões. Dentre as contribuições destaca-se a construção de uma versão não-linear dos modelos periódicos autorregressivos (PAR(p)) onde a dependência temporal de qualquer ordem pode ser considerada; a possibilidade da incorporação de efeitos lineares e não-lineares; um modelo que não simula cenários com valores negativos; a flexibilidade para se modelar as distribuições marginais mensais. / [en] Many streamflow scenario simulation models, which are needed for the planning and operation of energy systems, are built on rigid assumptions. This may limit their ability to represent nonlinear dependencies and/or nonstandard distribution functions. Copulas overcome these drawbacks and represent a flexible tool for modeling multivariate distributions. They enable the modeling of the marginal behavior of variables separately from the dependence structure of a random vector. Moreover, they can represent any type of association. This thesis is composed of three working papers, wherein copula-based models are proposed, objectifying the simulation of streamflow scenarios. In the first working paper, a periodic spatial copula
model is proposed to simulate multivariate streamflow scenarios. The main contributions include periodic extension of the spatial vine copulas; a distinct reduction in the number of parameters; and the development of a multivariate nonlinear model for streamflow scenario generation that incorporates time dependence, spatial dependence, and seasonal variation, and accounts for the dimensionality of the problem (high number of hydroelectric power plants). In the second working paper, some modifications are made to the periodic spatial model, resulting in lower complexity without the loss of performance. In the third working paper, a methodology based on the vine copula is proposed to model the temporal dependence structures in a univariate periodic streamflow time series. Among the contributions, the construction of a nonlinear version of the periodic autoregressive model (PAR(p)) is highlighted. The possibility of modeling linear and nonlinear effects and the flexibility of modeling the monthly marginal distributions are highlighted as well. This model does not simulate negative values.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:33720 |
| Date | 26 April 2018 |
| Creators | GUILHERME ARMANDO DE ALMEIDA PEREIRA |
| Contributors | ALVARO DE LIMA VEIGA FILHO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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