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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-2707-1362
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2024-08-19
Title: Proposta de um sistema de IoT para redes de distribuição: entidades virtuais, visualização de informação e inteligência artificial aplicadas a smart grids
Alternate title (s): Proposal for an IoT System for distribution grids: digital twins, information visualization and artificial intelligence applied to smart grids
Author: Ferreira, Daniel de Oliveira
First Advisor: Pinheiro, Alan Petrônio
First member of the Committee: Cardoso, Alexandre
Second member of the Committee: Vasconcelos, Lorenço Santos
Third member of the Committee: Fernandes, Ricardo Augusto Souza
Summary: 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.
Notes: Essa pesquisa foi parcialmente financiada pelo projeto de P&D ANEEL nº 05160-1805/2018, uma parceria entre a Companhia Energética de Brasília (CEB) e Universidade Federal de Uberlândia (UFU), e com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), processo número 135168/2019-8.
Keywords: Internet of things
Digital twins
Distribution grid
Information Visualization
Artificial Neural Networks
Load forecast
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Subject: Engenharia elétrica
Internet das coisas
Banco de dados da Web
Redes elétricas - Analisadores
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: 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.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.447
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35857
Date of defense: 4-Aug-2022
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica

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