Anlisis del consumo energtico por rangos horarios Trabajo

Análisis del consumo energético por rangos horarios Trabajo Fin de Máster presentado por: Pardo Palazón, Juan Director/a: Emaldi Manrique, Mikel Máster en Análisis y Visualización de Datos Masivos Análisis del consumo energético por rangos horarios

Propósito del trabajo • Analizar consumo energético divido en franjas horarias • Predecir consumo de los hogares analizados (5 semanas) • Clasificar hogares por sus hábitos de consumo: - Consumo regular en hogares (mayor horario diurno) - Hábitos atípicos (ej. Alto consumo nocturno) • Usos: Aplicar ofertas, predecir picos de consumo… Análisis del consumo energético por rangos horarios

Contexto • Aumento consumo energético en este siglo • Necesidad de análisis del consumo eléctrico • Herramientas de análisis Big Data • Múltiples técnicas y estrategias empleadas Análisis del consumo energético por rangos horarios

Origen datos I • 200 millones mediciones. Consumo 20 hogares Británicos • Dificultad en detectar outliers • Gran variabilidad en el consumo agregado • Mediciones inexactas: - Ciertos hogares con paneles solares - Datos limpiados: Error 0 o máximo de consumo - Fragmentos de días sin medición Análisis del consumo energético por rangos horarios

Origen datos II • Características vivienda: Residentes, edad vivienda, aparatos conectados, tipo hogar, número habitaciones, consumo por aparato y global • Filtrar y limpiar datos: interpolación, rolling, acotar línea temporal • Agrupados en rango horario (00 -06, 06 -12, 12 -18, 18 -00) • Buscar tendencias de consumo NO valores exactos. Análisis del consumo energético por rangos horarios

Desarrollo específico: Ficheros Origen • CLEAN_House[1 -21]. csv Time Unix Aggregate Appliance 1 … Appliance 9 2013 -10 -09 13: 06: 17 1234567890 520 74 0 2013 -10 -09 13: 06: 25 1234567893 534 75 0 2013 -10 -09 13: 06: 31 1234567909 590 77 0 … … 68 … … 2015 -01 -14 18: 06: 31 1234579864 450 • Campos Time y Aggregate seleccionados Análisis del consumo energético por rangos horarios

Desarrollo específico: Fichero base TFM • 01_Generar_datos_limpiados_semanal_rango_horario. ipynb Time Rango 00 -06 Rango 06 -12 Rango 12 -18 Rango 18 -00 2014 -07 -06 175. 42 1298. 17 935. 56 232. 46 2014 -07 -13 172. 38 1304. 37 924. 59 226. 2 2014 -07 -20 167. 75 1304. 99 918. 84 222. 36 2014 -07 -27 169. 41 1301. 19 894. 04 223. 18 … … … • Genera: Hogar_[1 -21]_filtro_semanal_rango. csv Análisis del consumo energético por rangos horarios

Desarrollo específico: Rolling Análisis del consumo energético por rangos horarios

Hogares con mayor consumo franjas horarias diurnas y bajo consumo por la noche • Variables: - Coeficiente de variación de consumo nocturno - Proporción gasto energético nocturno/diurno • Buscar hogares atípicos que no cumplen las condiciones. • Clasificando hogares por K-means • Cumplen la condición 65% de los hogares. • Problemática validación K-means (Aprend. no supervisado) Análisis del consumo energético por rangos horarios

Hogares con mayor consumo franjas horarias diurnas y bajo consumo por la noche NO CUMPLE LA CONDICION SI CUMPLE LA CONDICIÓN Análisis del consumo energético por rangos horarios

Hogares con mayor consumo franjas horarias diurnas y bajo consumo por la noche • K-Means 4 centroides • Coef. Variabilidad < 20 • Proporción consumo < 20 Análisis del consumo energético por rangos horarios

Predicción de consumos en hogares • Predicción a 5 semanas • 4 predicciones por hogar (uno por cada rango horario) • Modelo auto regresión utilizado: - Modelo más sencillo de la familia ARIMA: Modelo AR • Validación del modelo: - Walk. Forward para mejorar la validación de la predicción - Indicadores de validación: R 2 y RMSE Análisis del consumo energético por rangos horarios

Predicción de consumos en hogares Análisis del consumo energético por rangos horarios

Predicción de consumos en hogares R 00 -06 h R 06 -12 h R 12 -18 h R 18 -00 h AVG RMSE 159. 15 85. 78 11. 86 37. 46 73. 56 RMSE WF 41. 07 44. 1 10. 1 12. 14 26. 85 Análisis del consumo energético por rangos horarios

Consumo día/noche • Comparar consumo día/noche según rangos: - Rango día: 06 a 18 horas (2 rangos) - Rango tarde-noche: 18 a 06 horas (2 rangos) • Regla simple: Media día > media tarde-noche • Resultado: consumo tarde-noche 20% Análisis del consumo energético por rangos horarios

Conclusiones - Contribución • 65% horas realizan un consumo mayor por el día y estable por la noche • Las predicciones ayudan a detectar picos de consumo • Sólo 20% hogares británicos mayor consumo tarde-noche. Comparar con otros países. • Futuros estudios: Modelos Pasivo-agresivo y SVR • Walk. Forward, Rolling, modular, rangos horarios energía Análisis del consumo energético por rangos horarios

¡Gracias por vuestra atención! Trabajo: https: //www. juanonlab. com/master/PARDO_PALAZON_JUAN. pdf Código: https: //github. com/juanonlab/TFM_JPP Presentación: https: //www. juanonlab. com/master/Analisis_del_consumo_energetico_por_ran gos_horarios. pptx Análisis del consumo energético por rangos horarios