Estimação de componentes harmônicos em sistemas elétricos de potência utilizando redes neurais artificiais tensoriais
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Maranhão
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| Programa de Pós-Graduação: |
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET
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| Departamento: |
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Inglês: | |
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| Link de acesso: | https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/3693 |
Resumo: | The Widrow-Hoff rule is the simplest and most used method to update the synaptic weights of an artificial neural network. This is due to its simplicity of application and parametric robustness, properties of interest in several applications. However, in struc tures with high numbers of parameters, this algorithm has high computational cost and low speed of convergence. In this work, a new rule for updating the synaptic weights of a neural network is presented. The proposed method uses the concepts of linear opera tor separability, a typical property of tensors. Once this property is given, a stochastic gradient algorithm can be derived with a significant increase in the learning speed and a reduction in the computational cost when compared to the Widrow-Hoff algorithm. As the number of neural network parameters increases, the performance difference between the two algorithms is enhanced. Another relevant property of the proposed method is that its learning speed is inversely proportional to the computational cost. Due to the great impact generated by the growth of non-linear loads in the electrical power system, which cause distortions in the voltage and current waveforms, the proposed methodology is applied in harmonic estimation problems. |
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In this work, a new rule for updating the synaptic weights of a neural network is presented. The proposed method uses the concepts of linear opera tor separability, a typical property of tensors. Once this property is given, a stochastic gradient algorithm can be derived with a significant increase in the learning speed and a reduction in the computational cost when compared to the Widrow-Hoff algorithm. As the number of neural network parameters increases, the performance difference between the two algorithms is enhanced. Another relevant property of the proposed method is that its learning speed is inversely proportional to the computational cost. Due to the great impact generated by the growth of non-linear loads in the electrical power system, which cause distortions in the voltage and current waveforms, the proposed methodology is applied in harmonic estimation problems.A regra de Widrow-Hoff é o método mais simples e utilizado para atualizar os pesos sinápticos de uma rede neural artificial. Isto deve-se a sua simplicidade de aplicação e robustez paramétrica, propriedades de interesse em diversas aplicações. Entretanto, em estruturas com elevados números de parâmetros, este algoritmo apresenta elevado custo computacional e baixa velocidade de aprendizagem. Neste trabalho, uma nova regra de atualização dos pesos sinápticos de uma rede neural é apresentada. O método proposto utiliza os conceitos de separabilidade de operadores lineares, uma propriedade típica de tensores. Uma vez que essa propriedade é dada, um algoritmo do tipo gradiente estocástico pode ser derivado com aumento significativo da velocidade de aprendizagem e redução do custo computacional quando comparado ao algoritmo de Widrow-Hoff. Á medida que o número de parâmetros da rede neural aumenta, a diferença de desempenho entres os dois algoritmos é potencializada. Outra propriedade relevante do método proposto é que a sua velocidade de aprendizagem é inversamente proporcional ao custo computacional. Devido ao grande impacto gerado pelo crescimento de cargas não lineares no sistema elétrico de potência, que causam distorções na forma de onda de tensão e corrente, a metodologia proposta é aplicada em problemas de estimação de harmônicas.Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2022-06-15T14:42:49Z No. of bitstreams: 1 ThiagoFernandes.pdf: 2769060 bytes, checksum: ea79bf6d098470d5997a9c84ca848843 (MD5)Made available in DSpace on 2022-06-15T14:42:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoFernandes.pdf: 2769060 bytes, checksum: ea79bf6d098470d5997a9c84ca848843 (MD5) Previous issue date: 2021-11-26CAPESCNPqFAPEMAapplication/pdfporUniversidade Federal do MaranhãoPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCETUFMABrasilDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCETalgoritmo de Widrow-Hoff;rede neural artificial;separabilidade de operadores lineares;tensores;gradiente estocástico;estimação de harmônicas;widrow-Hoff algorithm;Widrow-Hoff algorithm;artificial neural network;separability of linear operators;tensors;stochastic gradient;identification of harmonic.Sistemas Elétricos de PotênciaCiência da ComputaçãoEstimação de componentes harmônicos em sistemas elétricos de potência utilizando redes neurais artificiais tensoriaisEstimation of harmonic components in electrical power systems using tensor artificial neural networksinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMAinstname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)instacron:UFMAORIGINALThiagoFernandes.pdfThiagoFernandes.pdfapplication/pdf2769060http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3693/2/ThiagoFernandes.pdfea79bf6d098470d5997a9c84ca848843MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82255http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3693/1/license.txt97eeade1fce43278e63fe063657f8083MD51tede/36932022-06-15 11:42:49.511oai:tede2: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tedebc.ufma.br/jspui/PUBhttp://tedebc.ufma.br:8080/oai/requestrepositorio@ufma.br||repositorio@ufma.bropendoar:21312022-06-15T14:42:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)false |
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