Reconhecimento não-intrusivo de equipamentos elétricos empregando projeção vetorial
Resumo
O consumo de eletricidade em residências e ambientes de trabalho vem crescendo continuamente
ao longo das décadas e atitudes para reduzir estes gastos devem ser tomadas. Uma
solução interessante é fornecer aos usuários de energia elétrica, e também à própria concessionária,
dados detalhados de consumo individual de cada equipamento elétrico. Para alcançar
este objetivo, pesquisadores na área tem focado seus esforços em métodos não-intrusivos de
identificação das cargas (equipamentos elétricos), onde um único medidor de energia é capaz
de desagregar os equipamentos através do monitoramento do consumo total de energia elétrica
daquele local. Métodos não-intrusivos são de fácil instalação e de pouca manutenção, porém
requerem um robusto método de identificação destas cargas. Portanto, o objetivo deste trabalho
é investigar métodos não-intrusivos de reconhecimento de equipamentos elétricos para
encontrar o consumo desagregado destas cargas. Dentre estes métodos, existem os já muito
utilizados no reconhecimento de padrões em imagens, mas que agora tem sido também usados
para detectar cargas elétricas. Neste trabalho duas destas técnicas são abordadas, a Principal
Component Analisys, método clássico na literatura, e o Vector Projection Length, um método
completamente novo e nunca usado no reconhecimento de cargas. Coletou-se dados de corrente
e tensão de 16 equipamentos elétricos residenciais dos mais variados tipos, envolvendo todos os
tipos de cargas existentes (resistivas, indutivas, eletrônicas e híbridas/outros tipos). Estes dados
coletados foram utilizados como amostras de treinamento e amostras de teste (amostras desconhecidas).
Como assinatura das cargas é realizado um estudo empregando corrente e também
potência, de forma independente. Ainda, uma análise comparativa de resultados das assinaturas
no domínio do tempo e do tempo-frequência (Transformada de Stowkwell) é conduzido. Como
principais contribuições para este trabalho obteve-se que o uso do Vector Projection Length na
identificação de equipamentos é bastante viável, com resultados de até 96% dos equipamentos
testados sendo identificados. Já os resultados com o Principal Component Analisys ficaram
abaixo de seu concorrente, atingindo 81% de taxa de acertos. Comparando as assinaturas, ficou
claro que deve-se utilizar a corrente no domínio do tempo-frequência para uma melhor performance.
Nem o uso da potência, nem o domínio do tempo obtiveram resultados satisfatórios de
identificação quando empregados.