Deep Learning Aplicado à Identificação de Cargas Elétricas Similares em Smart Grid
DOI:
https://doi.org/10.21712/lajer.2019.v6.n1.p1-11Abstract
A demanda crescente por energia trouxe em foco a necessidade de mudança do modelo energético tradicional, introduzindo novas maneiras de produzir, distribuir, gerenciar e consumir a energia. O presente estudo descreve a aplicação de métodos para identificação não intrusiva de dispositivos elétricos/eletrônicos conectados em instalações elétricas, como uma forma de gerar mais informações sobre o perfil do consumidor. O seu primeiro diferencial é a abordagem sobre dispositivos que possuem alto grau de similaridade, problema pouco explorado e que apresenta elevado grau de dificuldade no processo de identificação. O segundo diferencial é a aplicação do método de Rede Neural Convolucional diretamente sobre os dados brutos de corrente, sem a necessidade de um pré-processamento para extração de características do sinal elétrico. A melhor arquitetura de rede neural criada neste trabalho é capaz de identificar os dispositivos com 100% de acurácia, representando um avanço no estado da arte e comprovando a robustez e eficiência dos métodos de Deep Learning.Downloads
References
Hamed Ahmadi and Jose R. Marti. Load decomposition at smart meters level using eigenloads approach. IEEE Transactions on Power Systems, 30(6):3425-3436, 2015.
S. M. Amin and B. F. Wollenberg. Toward a smart grid. IEEE Power and Energy Magazine, 3(5):34-38, 2005.
R. K. S. Barcelos. Identificação inteligente de cargas elétricas similares em smart grid. Master’s thesis, Programa de Pós-Graduação em Energia da UFES, 2018.
C. Belley, S. Gaboury, B. Bouchard, and A. Bouzouane. An efficient and inexpensive method for activity recognition within a smart home based on load signatures of appliances. Pervasive and Mobile Computing, 12:58-78, 2014.
F. Benzi, N. Anglani, E. Bassi, and L. Frosini. Electricity smart meters interfacing the households. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(10):4487-4494, 2011.
Djalma M. Falcao. Integração de tecnologias para viabilização da smart grid. In III Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos, pages 1-5, 2010.
X. Fang, S. Misra, G. Xue, and D. Yang. Smart grid - the new and improved power grid: A survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 14(4):944-980, 2012.
C. W. Gellings. The concept of demand-side management for electric utilities. Proceedings of the IEEE, 73(10):1468-1470, 1985.
Ian Goodfellow, Yoshua Bengio, and Aaron Courville.
Deep Learning. MIT Press, 2016. http://www.deeplearningbook.org.
G. W. Hart. Nonintrusive appliance load monitoring. In
Proceedings of the IEEE, volume 80 of 12, pages 1870-1891, 1992.
Jihyun Kim, Thi-Thu-Huong Le, and Howon Kim. Nonintrusive load monitoring based on advanced deep learning and novel signature. Computational Intelligence and Neuroscience, 2017:1-22, 2017.
Z. Lan, B. Yin, T. Wang, and G. Zuo. A non-intrusive load identification method based on convolution neural network. In IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration, pages 1-5, 2017.
A. Paixao, W. C. Celeste, L. O. Rigo Jr, D. Coura, H. Rocha, and S. Rissino. Classificação inteligente aplicada ao problema de identificação de cargas elétricas 'idênticas'. In Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Anais do XLVIII SBPO, 2016.
Josh Patterson and Adam Gibson. Deep Learning A Practitioner’s Approach. O’Reilly Media, 1 edition, 2017.
Deyvison Penha and Adriana Castro. Convolutional neural network applied to the identification of residential equipment in nonintrusive load monitoring systems. In 3rd International Conference on Artificial Intelligence and Applications, 2017.
Ricardo Rivera, Alexandre Siciliano Esposito, and Ingrid Teixeira. Redes elétricas inteligentes (smart grid): Oportunidade para adensamento produtivo e tecnológico local. Revista do BNDES, 40:43–83, 2013.
H. R. O. Rocha, L. J. Silvestre, W. C. Celestre, D. J. C. Coura, and L. O. Rigo Jr. Forecast of distributed electrical generation system capacity based on seasonal micro generators using elm and pso. IEEE Latin America Transactions, 16:1136-1141, 2018.
N. Sadeghianpourhamami, J. Ruyssinck, D. Deschrijver, T. Dhaene, and C. Develder. Comprehensive feature selection for appliance classification in nilm. Energy and Buildings, 151:98-106, 2017.
Luai Saeed M. Saif, Yewguan Soo, Kim-Chuan Lim, Zulkalnain Mohd Yussof, Nurulfajar Abd Manap, Yih-Hwa Ho, Ranjit Singh Sarban Singh, Sani Irwan Md Salim, and Feng Duan. Real-time appliances
recognition for non-intrusive load monitoring using cnn. Journal of Telecommunication, Electronic and Computer Engineering, 10:2-5, 2017.
Fernando A. C. M. Santos and Fernando M. S. M. Santos. Geração Distribuída versus Centralizada. Millenium - Journal of Education, Technologies, and Health, 35(13), 2008.
L. N. Santos, L. O. Rigo Jr., W. C. Celeste, H. R. O. Rocha, D. J. C. Coura, S. Rissino, and R. P. Silva. Uso de multi-layer perceptron na identificação de dispositivos similares em smart grid. In Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Anais do L SBPO, 2018.
L. C. Siebert, A. R. Aoki, E. K. Yamakawa, and F. O. Toledo. Gerenciamento pelo lado da demanda em redes inteligentes utilizando algoritmos genéticos. In IV Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos, 2012.
Giancarlo Zaccone, Md. Rezaul Karim, and Ahmed Menshawy. Deep Learning with TensorFlow. Packt Publishing, 1 edition, 2017.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2019 Latin American Journal of Energy Research
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
O autor, no ato da submissão do artigo, transfere o direito autoral ao periódico.