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V SBQEE Seminário Brasileiro sobre Qualidade da Energia Elétrica 17 a 20 de Agosto de 2003 Aracaju – Sergipe – Brasil ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE MAPAS.

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1 V SBQEE Seminário Brasileiro sobre Qualidade da Energia Elétrica 17 a 20 de Agosto de 2003 Aracaju – Sergipe – Brasil ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE MAPAS AUTO-ORGANIZÁVEIS Autores: - Mauricio Sperandio - Jorge Coelho - Hermes L. Queiroz IDENTIFICAÇÃO DE AGRUPAMENTOS DE CONSUMIDORES DE Universidade Federal de Santa Catarina / Dep. de Engenharia Elétrica Tópico: Indicadores e Limites

2 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Objetivos Investigar as variáveis envolvidas no processo de agrupamento Estudar o método das k-médias, e compará-lo com novos métodos Classificar os conjuntos sob concessão da concessionária e comparar com os grupos da ANEEL Apontar se conjuntos críticos possuem metas incompatíveis, ou se realmente merecem investimentos

3 Métodos de Agrupamento

4 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites k-médias –Defini-se o número de grupos (k) –Sorteia-se k centros –Encontram-se os dados mais próximos de cada centro –Recalculam-se os centros pela média dos dados agrupados

5 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Mapas Auto-Organizáveis Processo Cooperativo –Determina-se a abrangência dos neurônios vizinhos que irão cooperar com o vencedor

6 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Exemplo Mapa Inicial Mapa Treinado Base de Dados

7 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Exemplo Resultado da Organização dos dados Componentes

8 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites O Mapa Auto-Organizável Mais conhecido como SOM (Self Organizing-Map) É um tipo de configuração de rede neural bidimensional utilizada para classificação Processo de aprendizado não-supervisionado Eficiente com dados multi-dimensionais Transforma complexas relações não-lineares estatísticas em simples relações geométricas em um plano. Neurônio ou Modelo Conexões

9 Metodologia Proposta

10 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Metodologia Proposta Explorar novas variáveis e selecionar as mais significativas pela Estatística Multivariada Realizar o agrupamento dos conjuntos tanto pelo k- médias quanto pelos Mapas Auto-Organizáveis e comparar os resultados Classificar os grupos obtidos de acordo com a qualidade de fornecimento Identificar conjuntos críticos e comparar com os grupos da ANEEL

11 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Seleção de Variáveis A Concessionária disponibilizou 18 variáveis relativas às características de 260 conjuntos Separou-se as variáveis em dois grupos, um relativo ao mercado consumidor, e outro relativo ao sistema elétrico de fornecimento MercadoSistema

12 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Variáveis de Mercado Correlações Análise Fatorial

13 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Variáveis de Mercado O Consumo Urbano e o Número de Consumidores Total trazem informação redundante, mas ambas são importantes para a análise dos resultados

14 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Variáveis do Sistema

15 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Variáveis do Sistema Associação entre as Variáveis do Sistema

16 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Agrupamento O agrupamento dos conjuntos foi feito por uma validação cruzada entre o SOM e o k-médias Alia a flexibilidade e extração de conhecimento do SOM, com a definição imparcial dos grupos feita pelo k-médias A visualização do mapa treinado e validado permite reconhecer conjuntos na fronteira entre grupos Os mapas componentes mostram as características de cada grupo

17 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Mapas de Mercado Mapas 8x9

18 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Mapas de Mercado Mapa final = 8x9 6 grupos

19 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Mapas do Sistema Mapas 11x10

20 teste Identificação de Agrupamentos de Consumidores de Energia Elétrica Através de Mapas Auto-Organizáveis Tópico: Indicadores e Limites Conclusões Quanto ao método de agrupamento –A validação cruzada apresentada é flexível e confiável –Permite explorar configurações de grupos que melhor representem as características dos conjuntos agrupados –Identificação das fronteiras entre grupos, assim como dos elementos mais suscetíveis a mudar de grupo


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