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dc.creatorAguiar, Everton Luiz de-
dc.date.accessioned2023-09-27T17:57:28Z-
dc.date.available2023-09-27T17:57:28Z-
dc.date.issued2023-09-13-
dc.identifier.citationAGUIAR, Everton Luiz de. Contribuições para NILM baseadas em redes convolucionais profundas. 2023. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32529-
dc.description.abstractNon-intrusive monitoring of electrical loads (NILM) determines the profile of electrical energy consumption of each load of a consumer unit without the need to use independent sensors for each of these loads. NILM applications help the consumer save energy and assist in planning the distribution network. Since 2015, several feature extraction methods for NILM based on Deep Learning have been proposed, which have achieved state-of-the-art results for classification and disaggregation. Despite this, the results obtained by methods based on deep learning depend on the amount of training data, and the architectures of deep networks are empirically determined. With that in mind, this document proposes frameworks to extract and select features using the Scattering Transform to classify NILM signals, both individual loads and aggregated loads. We also introduce a new multi-label and multi-task convolutional network architecture for NILM, whose filters are not learned but analytically determined through wavelets. The classification results of the proposed method surpass the state-of-the-art techniques for several test scenarios, highlighting the scenarios with a reduced dataset. We also propose an expanded approach to NILM, including distributed generation (DG) photovoltaic (PV) data aggregated with electrical loads. We create a new public dataset containing DG-PV and NILM data, and perform an ablation study to evaluate both the influence of the presence of PV microinverters on the classification of aggregated loads and the influence of the existence of aggregated loads on the identification of PV microinverters in the distribution power grid.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectEnergia elétrica - Consumopt_BR
dc.subjectGeração de energia fotovoltaicapt_BR
dc.subjectEspalhamento (Matemática)pt_BR
dc.subjectRedes neurais (Computação)pt_BR
dc.subjectAprendizado profundo (Aprendizado do computador)pt_BR
dc.subjectMedidores elétricospt_BR
dc.subjectWavelets (Matemática)pt_BR
dc.subjectElectric power consumptionpt_BR
dc.subjectPhotovoltaic power generationpt_BR
dc.subjectScattering (Mathematics)pt_BR
dc.subjectNeural networks (Computer science)pt_BR
dc.subjectDeep learning (Machine learning)pt_BR
dc.subjectElectric meterspt_BR
dc.subjectWavelets (Mathematics)pt_BR
dc.titleContribuições para NILM baseadas em redes convolucionais profundaspt_BR
dc.title.alternativeContributions to NILM based on deep convolutional networkspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoO monitoramento não intrusivo de cargas elétricas (NILM) consiste em determinar o perfil de consumo de energia elétrica de cada carga de uma unidade consumidora sem a necessidade de utilizar sensores independentes para cada uma dessas cargas. As aplicações de NILM ajudam o consumidor a economizar energia e auxiliam no planejamento da rede de distribuição. Desde 2015 foram propostos diversos métodos de extração de características para NILM baseados em Aprendizado Profundo, os quais alcançaram resultados do estado-da-arte para classificação e desagregação de cargas. Apesar disso, os resultados obtidos pelos métodos baseados em Deep Learning são dependentes da quantidade de dados de treinamento, e as arquiteturas das redes profundas são determinadas empiricamente. Tendo isso em vista, esse documento propõe frameworks para extrair e selecionar features utilizando a Transformada Scatering para classificar sinais NILM, tanto cargas individuais quanto cargas agregadas. Nós também introduzimos uma nova arquitetura multi-label e multi-tarefas de rede convolucional para NILM, cujos filtros não são aprendidos e sim determinados analiticamente por meio de wavelets. Os resultados de classificação do método proposto superam os métodos do estado-da-arte para vários cenários de teste, destacando-se os cenários com dataset reduzido. Nós também propomos uma abordagem expandida para NILM, na qual incluímos dados de geração distribuída (DG) fotovoltaica (PV) agregados com as cargas elétricas. Criamos um novo dataset público contendo DG-PV e dados NILM, e realizamos um estudo de ablação para avaliar tanto a influência da presença de microinversores PV na classificação das cargas agregadas quanto a influência da presença de cargas agregadas na identificação de microinversores PV na rede de distribuição.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-8183-5426pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1125511740841891pt_BR
dc.contributor.advisor1Lazzaretti, André Eugênio-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1861-3369pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7649611874688878pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Pipa, Daniel Rodrigues-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9398-332Xpt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5604517186200940pt_BR
dc.contributor.referee1Souza, Wesley Angelino de-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3431-6359pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8594457321079718pt_BR
dc.contributor.referee2Pipa, Daniel Rodrigues-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-9398-332Xpt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5604517186200940pt_BR
dc.contributor.referee3Marafão, Fernando Pinhabel-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-3525-3297pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4445980482980663pt_BR
dc.contributor.referee4Arruda, Lucia Valeria Ramos de-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-5704-8131pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8616017152145795pt_BR
dc.contributor.referee5Ferreira, Vitor Hugo-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-8709-7022pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/3961773765127529pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

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