Avaliação de técnicas de aprendizado de máquina para detecção de eventos em sistemas elétricos de grande porte a partir de dados de medição fasorial sincronizada

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: FERREIRA, Eduardo Henrique Marques lattes
Orientador(a): MORAES, Carlos Henrique Valério de lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Ciência e Tecnologia da Computação
Departamento: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
PMU
SIN
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4068
Resumo: A crescente necessidade de garantir a eficiência e a confiabilidade do Sistema Integrado Nacional (SIN), que representa a espinha dorsal da distribuição de energia do país é o que conduz este trabalho. Diante dos desafios impostos pela vastidão territorial e a complexidade da rede elétrica brasileira, a utilização de Unidade de Medição Fasorial (PMUs) emerge como uma solução promissora para monitorar a rede em tempo real. No entanto a eficácia deste monitoramento está ligada à capacidade de detectar e responder a anomalias de forma rápida e precisa, minimizando os riscos de falhas e interrupções no fornecimento. O estudo aborda o desafio de gerenciamento e avaliação da rede elétrica interligada do país onde a informação precisa é pertinente para ações preventivas e corretivas em um sistema de distribuição de extensão continental. O cerne desta pesquisa reside na exploração inovadora de técnicas avançadas de compressão de dados combinadas com algoritmos de aprendizado de máquina não supervisionado, com o intuito de otimizar a interpretação e análise dos grande volumes de dados gerados pelas PMUs. Essa abordagem aponta uma melhoria significativa na qualidade e na precisão das informações extraídas e oferece uma solução escalável para o desafio de processar e analisar os dados de um sistema de distribuição de grande escala. São avaliados a eficácia através da detecção de eventos significativos e anomalias na rede em pontos geograficamente distantes da origem do evento. Os resultados deste estudo validam a eficácia dos algoritmos propostos, evidenciando sua relevância prática e seu impacto substancial na melhoria dos padrões de qualidade e confiabilidade no fornecimento de energia elétrica. Demonstram a viabilidade de implementação dessas técnicas em cenários reais, evidenciando o potencial de transformação na prevenção de falhas e na gestão de eventos críticos, contribuindo para uma rede de distribuição de energia mais estável, eficaz e segura.
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O cerne desta pesquisa reside na exploração inovadora de técnicas avançadas de compressão de dados combinadas com algoritmos de aprendizado de máquina não supervisionado, com o intuito de otimizar a interpretação e análise dos grande volumes de dados gerados pelas PMUs. Essa abordagem aponta uma melhoria significativa na qualidade e na precisão das informações extraídas e oferece uma solução escalável para o desafio de processar e analisar os dados de um sistema de distribuição de grande escala. São avaliados a eficácia através da detecção de eventos significativos e anomalias na rede em pontos geograficamente distantes da origem do evento. Os resultados deste estudo validam a eficácia dos algoritmos propostos, evidenciando sua relevância prática e seu impacto substancial na melhoria dos padrões de qualidade e confiabilidade no fornecimento de energia elétrica. Demonstram a viabilidade de implementação dessas técnicas em cenários reais, evidenciando o potencial de transformação na prevenção de falhas e na gestão de eventos críticos, contribuindo para uma rede de distribuição de energia mais estável, eficaz e segura.The growing need to ensure the efficiency and reliability of the National Interconnected System (SIN), which represents the backbone of the country’s energy distribution, is what drives this work. Faced with the challenges posed by the territorial vastness and complexity of the Brazilian electrical grid, the use of Phasor Measurement Units (PMUs) emerges as a promising solution for real-time network monitoring. However, the effectiveness of this monitoring is linked to the ability to detect and respond to anomalies quickly and accurately, minimizing the risks of failures and supply interruptions. The study addresses the challenge of managing and evaluating the country’s interconnected electrical grid, where accurate information is pertinent for preventive and corrective actions in a continental-scale distribution system. The core of this research lies in the innovative exploration of advanced data compression techniques combined with unsupervised machine learning algorithms, aiming to optimize the interpretation and analysis of the large volumes of data generated by the PMUs. This approach points to a significant improvement in the quality and precision of the information extracted and offers a scalable solution to the challenge of processing and analyzing the data from a large-scale distribution system. The effectiveness is assessed through the detection of significant events and anomalies in the network at points geographically distant from the event’s origin. The results of this study validate the efficacy of the proposed algorithms, highlighting their practical relevance and substantial impact on improving the quality and reliability standards in the electricity supply. They demonstrate the feasibility of implementing these techniques in real scenarios, showcasing the potential for transformation in failure prevention and critical event management, contributing to a more stable, effective, and secure energy distribution network.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Ciência e Tecnologia da ComputaçãoUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOPMUSINAprendizado de máquina não supervisionadoAvaliação de técnicas de aprendizado de máquina para detecção de eventos em sistemas elétricos de grande porte a partir de dados de medição fasorial sincronizadainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMORAES, Carlos Henrique Valério dehttp://lattes.cnpq.br/3460761031788198AOKI, Alexandre Rasihttp://lattes.cnpq.br/0566385360819334http://lattes.cnpq.br/0020220024853626FERREIRA, Eduardo Henrique MarquesFERREIRA, Eduardo Henrique Marques. Avaliação de técnicas de aprendizado de máquina para detecção de eventos em sistemas elétricos de grande porte a partir de dados de medição fasorial sincronizada. 2024. 88 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Computação.) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4068/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_2024071.pdfDissertação_2024071.pdfapplication/pdf1200599https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4068/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2024071.pdfa0eaf326b38ea961a92172039b765c9fMD51123456789/40682024-05-08 08:32:48.959oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442025-08-26T21:12:13.942324Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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