Contribuitions and developments on nonintrusive load monitoring
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/11675 |
Resumo: | Eficiência energética é um assunto essencial na agenda mundial. No Brasil, o desperdício de energia no setor residencial é estimado em 15%. Estudos indicaram que maiores ganhos em eficiência são conseguidos quando o usuário recebe as informações de consumo detalhadas por cada aparelho, provocando mudanças comportamentais e incentivando os consumidores na conservação de energia. Monitoramento não intrusivo de cargas (NILM da sigla em inglês) é um termo relativamente novo. A sua finalidade é inferir o consumo de um ambiente até observar os consumos individualizados de cada equipamento utilizando-se de apenas um único ponto de medição. Métodos sofisticados têm sido propostos para inferir quando os aparelhos são ligados e desligados em um ambiente. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta uma metodologia para a definição de um conjunto mínimo de características elétricas e sua taxa de extração que reduz a quantidade de dados a serem transmitidos e armazenados em servidores de processamento de dados, preservando níveis equivalentes de acurácia. São utilizadas diferentes técnicas de aprendizado de máquina visando à caracterização e solução do problema. Como adendo ao trabalho, apresenta-se um banco de dados de eletrodomésticos brasileiros, com amostras de equipamentos nacionais para desenvolvimentos futuros em NILM, além de um medidor inteligente de baixo custo para desagregação de cargas, visando tornar o consumo de energia mais sustentável. |
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Caldeira, Juliano Freitashttp://lattes.cnpq.br/3269282610276378Xavier, Adilson EliasSilva, Eduardo Antônio Barros daRezende, José Ferreira deLovisolo, LisandroAredes, Maurício2020-03-31T11:00:23Z2023-11-30T03:03:53Z2018-03http://hdl.handle.net/11422/11675Eficiência energética é um assunto essencial na agenda mundial. No Brasil, o desperdício de energia no setor residencial é estimado em 15%. Estudos indicaram que maiores ganhos em eficiência são conseguidos quando o usuário recebe as informações de consumo detalhadas por cada aparelho, provocando mudanças comportamentais e incentivando os consumidores na conservação de energia. Monitoramento não intrusivo de cargas (NILM da sigla em inglês) é um termo relativamente novo. A sua finalidade é inferir o consumo de um ambiente até observar os consumos individualizados de cada equipamento utilizando-se de apenas um único ponto de medição. Métodos sofisticados têm sido propostos para inferir quando os aparelhos são ligados e desligados em um ambiente. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta uma metodologia para a definição de um conjunto mínimo de características elétricas e sua taxa de extração que reduz a quantidade de dados a serem transmitidos e armazenados em servidores de processamento de dados, preservando níveis equivalentes de acurácia. São utilizadas diferentes técnicas de aprendizado de máquina visando à caracterização e solução do problema. Como adendo ao trabalho, apresenta-se um banco de dados de eletrodomésticos brasileiros, com amostras de equipamentos nacionais para desenvolvimentos futuros em NILM, além de um medidor inteligente de baixo custo para desagregação de cargas, visando tornar o consumo de energia mais sustentável.Energy efficiency is a key subject in our present world agenda, not only because of greenhouse gas emissions, which contribute to global warming, but also because of possible supply interruptions. In Brazil, energy wastage in the residential market is estimated to be around 15%. Previous studies have indicated that the most savings were achieved with specific appliance, electricity consumption feedback, which caused behavioral changes and encouraged consumers to pursue energy conservation. Nonintrusive Load Monitoring (NILM) is a relatively new term. It aims to disaggregate global consumption at an appliance level, using only a single point of measurement. Various methods have been suggested to infer when appliances are turned on and off, using the analysis of current and voltage aggregated waveforms. Within this context, we aim to provide a methodology for NILM to determine which sets of electrical features and feature extraction rates, obtained from aggregated household data, are essential to preserve equivalent levels of accuracy; thus reducing the amount of data that needs to be transferred to, and stored on, cloud servers. As an addendum to this thesis, a Brazilian appliance dataset, sampled from real appliances, was developed for future NILM developments and research. Beyond that, a low-cost NILM smart meter was developed to encourage consumers to change their habits to more sustainable methods.Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2020-03-31T11:00:23Z No. of bitstreams: 1 888721.pdf: 8147709 bytes, checksum: ac29e0ac12ba1f87b6381945a08ab21e (MD5)Made available in DSpace on 2020-03-31T11:00:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 888721.pdf: 8147709 bytes, checksum: ac29e0ac12ba1f87b6381945a08ab21e (MD5) Previous issue date: 2018-03engUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAOEngenharia elétricaAprendizado de máquinaMonitoramento de carga não invasivaRede inteligenteContribuitions and developments on nonintrusive load monitoringinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINAL888721.pdf888721.pdfapplication/pdf8147709http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/11675/1/888721.pdfac29e0ac12ba1f87b6381945a08ab21eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/11675/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/116752023-11-30 00:03:53.834oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:03:53Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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