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Type: Tese
Title: Geração de perfis de carga sintéticas em redes elétricas inteligentes: uma abordagem baseada em dados com redes generativas
Author: Silva, Walquíria do Nascimento
First Advisor: Dias, Bruno Henriques
Co-Advisor: Oliveira, Leonardo Willer de
Co-Advisor: Almeida, Madson Cortes de
Referee Member: Ramos, Sérgio Filipe Carvalho
Referee Member: Ferreira, Vitor Hugo
Referee Member: Melo, Igor Delgado de
Referee Member: Ribeiro, Moisés Vidal
Resumo: O desenvolvimento de métodos sustentáveis e economicamente viáveis tem se tornado fundamental para aprimoramento das políticas de eficiência energética, redução de custos e mitigação dos impactos ambientais. Isso tem ocorrido devido a fatores como a transição energética, a digitalização dos sistemas elétricos e a difusão de recursos energéticos distribuídos (REDs), que vem transformando o paradigma do setor elétrico. Neste contexto, a análise de dados de redes elétricas surge como uma estratégia para identificar as oportunidades de melhorias e otimização dos recursos alocados nestas redes. Dessa forma, a análise de dados tem se tornado fundamental na operação e no planejamento das redes elétricas, bem como para todo o sistema elétrico de potência. Com base nessa perspectiva, ao longo da pesquisa conduzida nesta tese de doutoramento, foram identificados desafios que impactam a análise mais detalhada da dinâmica das redes elétricas, como a escassez de dados disponíveis, questões de segurança e privacidade dos dados, limitando a análise diagnóstica das redes e do desenvolvimento de aplicações voltadas para a eficiência energética e sustentabilidade. Para mitigar tais fatores, dados sintéticos emerge como uma abordagem para suprir estas lacunas. À vista disso, esta tese se propôs a investigar a aplicação de análise de dados em um sistema de distribuição de energia elétrica de um campus universitário, visando a geração de perfis sintéticos de curvas de carga. No âmbito desta perspectiva, adotou-se o modelo Non-linear Independent Components Estimation (NICE) com a inclusão de redes neurais com camadas convolucionais. Como resultado da metodologia adotada, obteve-se a representação dos perfis sintéticos. Essa abordagem permite uma representação dos padrões de consumo elétrico de um campus universitário, possibilitando avaliar o potencial dos modelos generativos na caracterização e quantificação dos perfis de carga. Portanto, a contribuição desta tese encontra-se na aplicação de técnicas de análise de dados e implementação de modelos generativos, como o NICE com camadas convolucionais. Estas abordagens têm por objetivo gerar perfis sintéticos de curvas de carga a partir de dados medidos em uma rede elétrica universitária, atuando como ambiente para testes e validação da metodologia proposta.
Abstract: Developing sustainable and economically viable methods has become fundamental for improving energy efficiency policies, reducing costs, and mitigating environmental impacts. This has occurred due to factors such as the energy transition, the digitalization of electrical systems, and the diffusion of distributed energy resources (DERs), which have been transforming the paradigm of the electrical sector. In this context, data analysis from electrical networks emerges as a strategy to identify improvement opportunities and optimize resources allocated to these networks. In this way, data analysis has become fundamental in the operation and planning of electrical networks and the entire electrical power system. Based on this perspective, throughout the research conducted in this doctoral thesis, challenges were identified that impact the more detailed analysis of electrical network dynamics, such as the scarcity of available data, security issues, and data privacy, limiting the diagnostic analysis of networks and the development of applications aimed at energy efficiency and sustainability. To mitigate such factors, synthetic data emerges to fill these gaps. Given this, this thesis proposed to investigate the application of data analysis in an electrical energy distribution system on a university campus, aiming to generate synthetic profiles of load curves. Within the scope of this perspective, the Non-linear Independent Components Estimation (NICE) model was adopted with the inclusion of neural networks with convolutional layers. As a result of the methodology adopted, the representation of synthetic profiles was obtained. This approach allows a representation of the electrical consumption patterns of a university campus, making it possible to evaluate the potential of generative models in characterizing and quantifying load profiles. Therefore, the contribution of this thesis lies in the application of data analysis techniques and the implementation of generative models, such as NICE with convolutional layers. These approaches aim to generate synthetic profiles of load curves from data measured in a university electrical grid, acting as an environment for testing and validating the proposed methodology.
Keywords: Análise de dados
Curva de carga sintética
NICE
Data analysis
Synthetic load curve
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2023/00077
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16370
Issue Date: 12-Dec-2023
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses)



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