Localização de faltas por ondas viajantes em sistemas de distribuição: uma abordagem baseada em decomposição adaptativa considerando a múltipla estimação (2025)
- Authors:
- Autor USP: LESSA, LEONARDO DA SILVA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEL
- DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-27112025-105531
- Subjects: APRENDIZADO COMPUTACIONAL; DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA; SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA; ANÁLISE DE ONDALETAS
- Keywords: aprendizado de máquina; decomposição por modos empíricos; distribution systems; empirical mode decomposition; fault location; localização de faltas; machine learning; ondas viajantes; sistemas de distribuição; traveling waves
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Com a constante modernização dos sistemas de distribuição e a crescente penetração de geração distribuída, as normas regulatórias exigem maior confiabilidade e eficiência na operação da rede. A localização rápida e precisa de faltas é um pilar para atingir esses objetivos, minimizando custos e o tempo de interrupção no fornecimento de energia. Embora os métodos baseados na teoria de ondas viajantes ofereçam alta precisão em comparação com as técnicas clássicas de impedância, sua aplicação em redes de distribuição ramificadas é desafiada por múltiplas reflexões e pelo problema da múltipla estimação, onde uma única distância calculada pode corresponder a diversos locais físicos. Para superar essas limitações, esta tese propõe, desenvolve e valida uma metodologia híbrida e integrada de duas etapas. A primeira etapa utiliza a sinergia entre a Decomposição por Modos Empíricos e o Operador de Energia Teager-Kaiser para analisar os transitórios de alta frequência das ondas viajantes, permitindo uma estimação de distância precisa e robusta em configurações de medição uni e multilateral. A segunda etapa emprega uma técnica de aprendizado de máquina, denominada por Extra Trees Classifier, a qual recebe como entradas características extraídas dos sinais, para identificar a região correta da falta, mitigando o problema da múltipla estimação. A metodologia foi validada por meio de simulações nos sistemas CIGRE de 14 barras e no sistema IEEE de 34 barras. Os resultados demonstram que o localizador alcança erros de localização inferiores a 1,5% e exibe robustez a variações de parâmetros da falta, ruído, desequilíbrio de carga e presença de geração distribuída. Adicionalmente, o classificador de região atingiu taxas de acerto superiores a 88%, e a abordagem completa provou ser eficaz na mitigação dos erros causadas por bancos de capacitores.Os resultados consolidam a metodologia proposta comouma solução completa e robusta no âmbito do aprimoramento de redes elétricas inteligentes
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 17.10.2025
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
-
ABNT
LESSA, Leonardo da Silva. Localização de faltas por ondas viajantes em sistemas de distribuição: uma abordagem baseada em decomposição adaptativa considerando a múltipla estimação. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-27112025-105531/. Acesso em: 22 jan. 2026. -
APA
Lessa, L. da S. (2025). Localização de faltas por ondas viajantes em sistemas de distribuição: uma abordagem baseada em decomposição adaptativa considerando a múltipla estimação (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-27112025-105531/ -
NLM
Lessa L da S. Localização de faltas por ondas viajantes em sistemas de distribuição: uma abordagem baseada em decomposição adaptativa considerando a múltipla estimação [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 22 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-27112025-105531/ -
Vancouver
Lessa L da S. Localização de faltas por ondas viajantes em sistemas de distribuição: uma abordagem baseada em decomposição adaptativa considerando a múltipla estimação [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 22 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-27112025-105531/ - Impacts of distributed generation on travelling wave-based fault locators in medium voltage radial feeders: an analysis for different hosting capacity scenarios
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2025.tde-27112025-105531 (Fonte: oaDOI API)
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