Hybrid artificial intelligence algorithms for short-term load and price forecasting in competitive electric markets

The liberalization and deregulation of electric markets forced the various participants to accommodate several challenges, including: a considerable accumulation of new generation capacity from renewable sources (fundamentally wind energy), the unpredictability associated with these new forms of generation and new consumption patterns, contributing to further electricity prices volatility (e.g. the Iberian market). Given the competitive framework in which market participants operate, the existence of efficient computational forecasting techniques is a distinctive factor. Based on these forecasts a suitable bidding strategy and an effective generation systems operation planning is achieved, together with an improved installed transmission capacity exploitation, results in maximized profits, all this contributing to a better energy resources utilization. This dissertation presents a new hybrid method for load and electricity prices forecasting, for one day ahead time horizon. The optimization scheme presented in this method, combines the efforts from different techniques, notably artificial neural networks, several optimization algorithms and wavelet transform. The method’s validation was made using different real case studies. The subsequent comparison (accuracy wise) with published results, in reference journals, validated the proposed hybrid method suitability.O processo de liberalização e desregulação dos mercados de energia elétrica, obrigou os diversos participantes a acomodar uma série de desafios, entre os quais: a acumulação considerável de nova capacidade de geração proveniente de origem renovável (fundamentalmente energia eólica), a imprevisibilidade associada a estas novas formas de geração e novos padrões de consumo. Resultando num aumento da volatilidade associada aos preços de energia elétrica (como é exemplo o mercado ibérico). Dado o quadro competitivo em que os agentes de mercado operam, a existência de técnicas computacionais de previsão eficientes, constituí um fator diferenciador. É com base nestas previsões que se definem estratégias de licitação e se efetua um planeamento da operação eficaz dos sistemas de geração que, em conjunto com um melhor aproveitamento da capacidade de transmissão instalada, permite maximizar os lucros, realizando ao mesmo tempo um melhor aproveitamento dos recursos energéticos. Esta dissertação apresenta um novo método híbrido para a previsão da carga e dos preços da energia elétrica, para um horizonte temporal a 24 horas. O método baseia-se num esquema de otimização que reúne os esforços de diferentes técnicas, nomeadamente redes neuronais artificiais, diversos algoritmos de otimização e da transformada de wavelet. A validação do método foi feita em diferentes casos de estudo reais. A posterior comparação com resultados já publicados em revistas de referência, revelou um excelente desempenho do método hibrido proposto