dissertação
Localização de faltas em linhas de transmissão utilizando processamento estatístico de sinais e aprendizado de máquina
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Editor
Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Escola de Engenharia – EENG
Departamento
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Tipo de impacto
Tecnológico
Áreas Temáticas da Extenção
Tecnologia e produção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
ODS 7: Energia limpa e acessível
ODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
ODS 11: Cidades e comunidades sustentáveis
ODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
ODS 11: Cidades e comunidades sustentáveis
Dados abertos
Resumo
Este trabalho propõe uma abordagem para localização de faltas em linhas de transmissão, utilizando sinais simulados no ATP, o algoritmo SOBI para extração de componentes independentes e três técnicas de denoising: PCA, Wavelet e Filtro de Média Móvel. A terceira componente separada pelo SOBI foi usada como base para o pré-processamento. Após a remoção de ruído, foram aplicados algoritmos de regressão supervisionada: KNN, MLP (com e sem otimização por AG), Decision Tree, Random Forest e XGBoost.A base de dados foi composta por 7920 janelas com 700 amostras, reduzidas a 350 via subamostragem. Os modelos foram avaliados com validação cruzada K-Fold (10 folds), e as métricas de desempenho utilizadas foram o Erro Relativo percentual (ER%) e o Coeficiente de Determinação (R²). Os experimentos foram realizados via simulação computacional, com medições de tempo de treinamento e inferência.O KNN apresentou os melhores resultados gerais, principalmente com SNR acima de 50 dB. A Wavelet destacou-se com baixo ruído e o Filtro de Média Móvel com ruído elevado. Os resultados demonstram a viabilidade da proposta com foco em baixo custo computacional e alta precisão.
Abstract
This work proposes an approach for fault location in transmission lines using signals simulated in ATP, the SOBI algorithm for extracting independent components, and three denoising techniques: Principal Component Analysis (PCA), Wavelet Transform, and Moving Average Filter. The third component extracted by SOBI was used as the basis for preprocessing. After noise removal, supervised regression algorithms were applied: K-Nearest Neighbors (KNN), Multilayer Perceptron (MLP), MLP optimized by Genetic Algorithm (GA), Decision Tree (DT), Random Forest (RF), and Extreme Gradient Boosting (XGBoost). The dataset consisted of 7,920 windows with 700 samples, reduced to 350 through subsampling. The models were evaluated using 10-fold cross-validation, and the performance metrics used were Relative Error percentage (ER%) and the Coefficient of Determination (R²). Experiments were conducted via computational simulation, with training and inference times recorded. KNN achieved the best overall performance, especially for SNR levels above 50 dB. The Wavelet technique performed better under low noise, while the Moving Average Filter was more effective under high noise conditions. The results demonstrate the feasibility of the proposed method, with a focus on low computational cost and high accuracy.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
Localização de faltas em linhas de transmissão, Identificação cega de segunda ordem, Análise de componentes independentes, K-Nearest Neighbors, Extreme Gradient Boosting, Multilayer perceptron, Árvore de Decisão, Fault location in transmission lines, Second-order blind identification (SOBI), Independent component analysis, Decision tree, Random forest
ISBN
DOI
Citação
PEREIRA, Thalita Kely. Localização de faltas em linhas de transmissão utilizando processamento estatístico de sinais e aprendizado de máquina. 2025. 51 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas e Automação) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
