Localização de faltas em linhas de transmissão utilizando processamento estatístico de sinais e aprendizado de máquina

dc.contributor.advisorFerreira, Danton Diego
dc.contributor.co-advisorMonteiro, Henrique Luis Moreira
dc.contributor.refereeBarbosa, Bruno Henrique Groenner
dc.contributor.refereeDuque, Carlos Augusto
dc.creatorPereira, Thalita Kely
dc.date.accessioned2025-07-10T20:24:05Z
dc.date.issued2025-02-25
dc.description.abstractThis 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.
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.odsODS 7: Energia limpa e acessível
dc.description.odsODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
dc.description.odsODS 11: Cidades e comunidades sustentáveis
dc.description.resumoEste 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.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.identifier.citationPEREIRA, 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.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60033
dc.languagept_BRpt_BR
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Engenharia – EENG
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.subjectLocalização de faltas em linhas de transmissão
dc.subjectIdentificação cega de segunda ordem
dc.subjectAnálise de componentes independentes
dc.subjectK-Nearest Neighbors
dc.subjectExtreme Gradient Boosting
dc.subjectMultilayer perceptron
dc.subjectÁrvore de Decisão
dc.subjectFault location in transmission lines
dc.subjectSecond-order blind identification (SOBI)
dc.subjectIndependent component analysis
dc.subjectDecision tree
dc.subjectRandom forest
dc.subject.cnpqENGENHARIAS
dc.titleLocalização de faltas em linhas de transmissão utilizando processamento estatístico de sinais e aprendizado de máquina
dc.title.alternativeFault location in transmission lines using statistical signal processing and machine learning
dc.typedissertação

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