Classificação Multiestágio Aplicada ao Monitoramento Não-Intrusivo de String Fotovoltaica

dc.contributor.advisor1Celeste, Wanderley Cardoso
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/000000021121937X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3919161245148947
dc.contributor.authorSantos, Caroline Tedesco
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000000214532847
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Coura, Daniel Jose Custodio
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000221347981
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5570995348839001
dc.contributor.referee2Cavalieri, Daniel Cruz
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-4916-1863
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9583314331960942
dc.contributor.referee3Rocha, Helder Roberto de Oliveira
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/000000016215664X
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8801325729735529
dc.contributor.referee4Silvestre, Leonardo Jose
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-8813-7479
dc.contributor.referee4IDhttp://lattes.cnpq.br/6311438909116976
dc.date.accessioned2024-05-30T00:52:55Z
dc.date.available2024-05-30T00:52:55Z
dc.date.issued2022-01-31
dc.description.abstractBrazil has a high rate of solar incidence in all its regions solar energy is today the fourth most important source of renewable energy in the country, with a great chance of expansion and growth, a room for the need to search for solutions to operating problems of such systems. Regardless of the cause of the atypical string condition, its effect is somehow registered in the electrical generation itself, an electrical signature. Thus, the objective of this dissertation is to identify the operating condition of a photovoltaic string among twenty possible, one being normal and the others atypical. In the case of different atypical conditions. For this, a non-intrusive monitoring method is used based on electrical voltage and current samples generated by itself, different techniques based on Artificial Intelligence (AI) Classifiers. A methodology is adopted in order to divide a complex problem into smaller and less sub-problems. Therefore, two classification stages are considered: the first one whose objective is to identify one of five PV operating conditions, that is, normal, full panel shading, partial panel shading, short circuit and line break (electric arc); and the second stage, whose objective is to identify the PV panel causing an atypical condition. The classifiers used in both stages are the K-Nearest Neighbors (kNN), the Support Vector Machine (SVM) and the Multi-Layer Perceptron (MLP). The results achieved led to an average accuracy of 93.9% when using the classifier with the best performance in each subproblem treated.
dc.description.resumoO Brasil possui um alto índice de incidência solar em todas as suas regiões e a energia solar fotovoltaica é hoje a quarta fonte de energia renovável mais importante no país, com grande chance de expansão e crescimento. Isso abre espaço para a necessidade de busca de soluções a problemas de operação de tais sistemas. Independentemente da causa da condição atípica de string, seu efeito é, de alguma forma, registrado na própria geração elétrica, sendo que cada fator causador provoca uma assinatura elétrica, o que permite identificá-lo. Deste modo, o objetivo nesta dissertação é identificar a condição de funcionamento de uma string fotovoltaica dentre vinte condições possíveis, sendo uma normal e as demais atípicas. No caso de condições atípicas diversas, deve-se ainda identificar a causadora da condição. Para isso, usa-se um método de monitoramento não-intrusivo que se baseia no uso de amostras de tensão e corrente elétricas geradas pela própria string (PV), além do uso de diferentes técnicas baseadas em Inteligência Artificial (IA) para o desenvolvimento de classificadores. É adotada uma metodologia baseada em multiestágio de classificação, a fim de dividir um problema maior e mais complexo em subproblemas menores e menos complexos. Logo, são considerados dois estágios de classificação: o primeiro cujo objetivo é identificar uma dentre cinco condições de funcionamento de string PV, isto é, normal, sombreamento total de painel, sombreamento parcial de painel, curto-circuito de painel e rompimento de linha (arco elétrico); e o segundo estágio, cujo objetivo é identificar o painel PV causador de condição atípica. Os classificadores utilizados em ambos os estágios são o K-nearest Neighbors (kNN), o Support Vector Machine (SVM) e o Multi-Layer Perceptron (MLP). Os resultados alcançados levaram a uma acurácia média de 93,9% quando usando o classificador com o melhor desempenho em cada subproblema tratado.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15719
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.departmentCentro Universitário Norte do Espírito Santo
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.subjectString Fotovoltaica
dc.subjectPainéis Fotovoltaicos
dc.subjectInteligência Artificial
dc.subjectAprendizagem de Máquina
dc.subjectClassificação Multiestágio
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.titleClassificação Multiestágio Aplicada ao Monitoramento Não-Intrusivo de String Fotovoltaica
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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