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Type: Tese
Title: Contribuitions and developments on nonintrusive load monitoring
Author(s)/Inventor(s): Caldeira, Juliano Freitas
Advisor: Aredes, Maurício
Abstract: 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.
Abstract: 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.
Keywords: Engenharia elétrica
Aprendizado de máquina
Monitoramento de carga não invasiva
Rede inteligente
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2018
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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