Publicação: Proposta de um sistema de IoT para redes de distribuição: entidades virtuais, visualização de informação e inteligência artificial aplicadas a smart grids
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA, CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
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Resumo
A quantidade de dados produzidos e armazenados vem crescendo expressivamente. Impulsionada por fatores relacionados à internet das coisas (IoT), esta tendência deve continuar. No setor elétrico, a implantação das smart grids (SGs) almeja fornecer novos serviços e superar desafios, como diminuir perdas não técnicas, integrar fontes distribuídas e intermitentes de energia, bem como atender à crescente demanda. Para que as SGs possam alcançar estes objetivos, é necessário que os dados coletados sejam transformados em informações úteis, e apresentados de forma eficiente. Neste contexto, este trabalho apresenta uma proposta de sistema de monitoramento e análise para redes de distribuição e SGs, aplicando conceitos relacionados a entidades virtuais, técnicas de visualização de informação e algoritmos de inteligência artificial. São utilizadas técnicas de visualização em árvore, mapa e coordenadas paralelas. Com isso, cenários de monitoramento com mais de um milhão de entidades são apresentados, confirmando a eficiência da proposta. Além disso, redes neurais recorrentes são utilizadas para realizar a previsão de carga. Para a avaliação dos modelos de previsão são utilizadas diversas métricas de erro, em conjunto com a técnica de visualização de coordenadas paralelas. Assim, a aplicação implementada materializa diversos conceitos e funcionalidades importantes para sistemas de monitoramento e análise no contexto de smart grids.
Abstract
The amount of generated and stored data has been growing significantly. Driven by factors related to the internet of things (IoT), this trend is expected to continue. In the electricity sector, the implementation of smart grids (SGs) aims to provide new services and overcome challenges, such as reducing non-technical losses, integrating distributed and intermittent energy sources, as well as meeting the growing demand. For SGs to achieve these goals, the collected data must be transformed into useful information and presented efficiently. In this context, this work presents a proposal for a monitoring and analysis system for distribution networks and SGs, applying concepts related to digital twins, information visualization techniques, and artificial intelligence algorithms. A tree visualization, a map, and the parallel coordinates technique are used. Then, monitoring scenarios with more than a million entities are presented, confirming the efficiency of the proposal. In addition, recurrent neural networks are used to perform load prediction. For the evaluation of the forecast models, several error metrics are used, along with the parallel coordinates visualization technique. Thus, the implemented application materializes several important concepts and functionalities for monitoring and analysis systems, in the context of smart grids.
Palavras-chave
Internet of things, Digital twins, Distribution grid, Information Visualization, Artificial Neural Networks, Load forecast
Citação
FERREIRA, Daniel de Oliveira. Proposta de um sistema de IoT para redes de distribuição: entidades virtuais, visualização de informação e inteligência artificial aplicadas a smart grids. 2022. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.447.