Desagregação do consumo de energia elétrica em residências com geração fotovoltaica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cypriano, João Guilherme Ito, 1986-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636114
Resumo: Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva
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spelling Desagregação do consumo de energia elétrica em residências com geração fotovoltaicaEnergy consumption disaggregation in residences with photovoltaic generationGeração de energia fotovoltaicaEficiência energéticaEnergia elétrica - MediçãoEnergia - ConsumoPhotovolaic power generationEnergy efficiencyElectric measurementMonitoringEnergy consumptionOrientador: Luiz Carlos Pereira da SilvaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A compreensão da fatura de energia elétrica ocorre, muitas vezes, somente naquele momento quando a expectativa de custo não alcança o esperado para aquele mês. Mesmo lendo e relendo a conta sempre vem aquela pergunta: `para onde foi tanta energia?¿. Ainda assim, mesmo sem dados suficientes, os usuários começam aquela busca pelos motivos de tanto gasto "inesperado". Neste sentido, com o objetivo de melhorar a informação recebida pelo consumidor, propondo-lhe eficiência energética através de informes relevantes, como por exemplo: o consumo por equipamento, quais eletrodomésticos estão obsoletos ou com mal funcionamento e dicas de consumo eficiente; a UNICAMP em conjunto com a CPFL Paulista (distribuidora de energia elétrica) firmaram um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento, intitulado: "PA3020 - Desagregação do Consumo de Energia Elétrica em Consumidores Residenciais"; que visa estudar e propor métodos de monitoramento do consumo de energia que possibilitem o detalhamento do uso por carga elétrica e seu comportamento. Dentre os métodos já estudados, o mais promissor é o monitoramento concentrado ou monitoramento não intrusivo (NILM em inglês), baseado em uma única medição das grandezas elétricas, diretamente no ramal de entrada da residência. Neste contexto e inserido no projeto mencionado, este trabalho visa demonstrar a arquitetura de desagregação desenvolvida no PA3020 e seus resultados no contexto residencial, porém acrescentando a geração solar fotovoltaica (FV) como variável. Por ser um tema pouco comentado na literatura e de grande relevância, tendo em vista o crescimento da geração distribuída, analisar os possíveis impactos de ambas tecnologias na mesma residência (NILM e geração FV) se tornam importantes no contexto das smart grids. Para isso, este projeto se baseou no uso de uma plataforma de desagregação, desenvolvida no PA3020, que contempla: bancos de dados de curvas de carga, de 10 residências, sendo uma com geração FV; metodologias NILM (detecção de eventos, reconhecimento de eventos e estimação do consumo); base de dados de assinaturas elétricas de equipamentos, totalizando mais de 100 aparelhos medidos; e um cliente web para visualização das curvas de cargas e resultados de simulações. As análises foram realizadas em três estágios: o primeiro, compreende na verificação do impacto da geração FV na curva de carga e na validação dos métodos de detecção de eventos liga/desliga de equipamentos; subsequentemente, o segundo estágio explora a detecção em conjunto com a fase de reconhecimento de eventos; e por último, no terceiro estágio temos a compilação dos resultados anteriores com a estimação do consumo. Como esperado, as simulações demonstram uma correlação entre a desagregação e as condições climáticas da geração FV, isto é, em dias com poucas nuvens é possível detectar as cargas de maior potência e com alta representatividade no consumo final. Porém, conforme o aumento de nuvens e chuvas, a assertividade da desagregação diminui no período da geração FV. Concluindo, este trabalho apresenta uma revisão analítica sobre o tema de desagregação do consumo de energia elétrica, de maneira não intrusiva, com levantamento da influência da geração solar fotovoltaica na decomposição da curva de carga total em equipamentos eletrodomésticosAbstract: Understanding the electricity bill often occurs only when cost expectation did not reach the prospective for that month. Even reading and re-reading the account, we always come up with the question: 'where was spent so much energy?' Still, even without enough data, users begin to search the reasons of those "unexpected" spending. In this regard, in order to improve the information received by the consumer, offering energy efficiency through relevant reports, such as: equipment consumption, which appliances are obsolete or malfunctioning and efficient consumer tips; UNICAMP together with CPFL Paulista (utility company) signed a Research and Development project, entitled: "PA3020 - Electricity Consumption Breakdown in Residential Consumers"; which aims to study and propose energy consumption monitoring methods that allow the detailed use of electric charge and its behaviour. Among the methods already studied, the most promising is concentrated monitoring or non-intrusive load monitoring (NILM), based on a single smart meter, directly at the residence entrance branch. In this context and inserted in the mentioned project, this work aims to demonstrate the disaggregation architecture developed in PA3020 and its results in residential context but adding solar photovoltaic (PV) generation as a new variable. Being a subject, little discussed in literature and with great importance in view of distributed generation growth, the analysis of the technology¿s potential impacts in same household (NILM and PV generation) become important in smart grids context. So, this project was based on a disaggregation platform, developed in PA3020, which includes: load curves databases, in 10 residences, one with PV generation; NILM methodologies (event detection, event recognition and consumption estimation); electrical equipment signatures database, totalling more than 100 measured devices; and a web client for visualizing load curves and simulation results. The analyses were carried out in three stages: the first one comprises the verification of PV generation impact on load curve and equipment on/off event detection methods validation; subsequently, the second stage exploits the detection in conjunction with the event recognition phase; and finally, in third stage we have the compilation of previous results with consumption estimation. As expected, the simulations demonstrate a correlation between the disaggregation and the climatic conditions of the PV generation, that is, in days with few clouds it is possible to detect the loads of with high power demand and with high representativeness in the final consumption. However, as cloud and rainfall increases, the assertiveness of the disaggregation decreases during the PV generation period. In conclusion, this work presents an analytical review on the subject of power consumption disaggregation, non-intrusive way, a survey of the solar photovoltaic generation influence in the decomposition of total load curve apparatuses equipmentMestradoEnergia ElétricaMestre em Engenharia ElétricaCAPES[s.n.]Silva, Luiz Carlos Pereira da, 1972-Villalva, Marcelo GradellaSaavedra Mendez, Osvaldo RonaldUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCypriano, João Guilherme Ito, 1986-20192019-01-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (74 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636114CYPRIANO, João Guilherme Ito. Desagregação do consumo de energia elétrica em residências com geração fotovoltaica. 2019. 1 recurso online (74 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636114. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1088177Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-04T21:47:43Zoai::1088177Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-05-04T21:47:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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