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Arquitetura fuzzy hierárquica com defuzzificação adicional de camadas e aplicações ao diagnóstico de qualidade da energia elétrica
(2019-04-30) Nolasco, Diego Habib Santos; Costa, Flávio Bezerra; Palmeira, Eduardo Silva; ; ; ; Bedregal, Benjamin Rene Callejas; ; Ferreira, Danton Diego; ; Coury, Denis Vinicius; ; Oliveira, Luiz Affonso Henderson Guedes de; ; Ribeiro, Ricardo Lucio de Araújo;
Dos diversos métodos de tomada de decisão existentes, os métodos fuzzy hierárquicos vêm se destacando como ferramentas adequadas para tratar de aplicações complexas, com alto grau de subjetividade. Neste contexto, insere-se o produto energia elétrica. Em geral, o diagnóstico de qualidade da energia é uma prática difícil devido as subjetividades inerentes ao processo de análise, as nuances dos diferentes padrões existentes em todo o mundo, e características de incerteza dos parâmetros de avaliação. Nesta tese, propõe-se uma nova metodologia de diagnóstico de qualidade da energia baseada na teoria hierárquica fuzzy tipo cascata. O método proposto analisa parâmetros de qualidade em regime permanente a partir de vários padrões existentes no mundo, e fornece um diagnóstico linguístico/quantitativo, no qual, as contribuições dos índices analisados são ponderadas sobre a qualidade da energia do sistema avaliado. O método de diagnóstico foi implementado primeiramente a partir de duas arquiteturas hierárquicas difusas existentes na literatura (convencional e livre de defuzzificação), e posteriormente, por uma nova arquitetura (com defuzzificação adicional de camadas). A arquitetura proposta foi desenvolvida para agregar as principais vantagens das arquiteturas convencional e livre de defuzzificação no intuito de tornar o método de diagnostico mais completo e robusto. Este estudo propõe que a saída de cada subsistema obtida a partir de um processo primário de tomada de decisão seja transferida diretamente entre as camadas hierárquicas, sem perda de informação linguística, para obtenção de um diagnóstico resultante de qualidade da energia. Ademais, um processo secundário de tomada de decisão é realizado em conjunto com um método de defuzzificação adicional no intuito de obter um diagnóstico específico complementar na saída de cada subsistema da hierarquia. O método de diagnóstico desenvolvido a partir da arquitetura proposta, apresentou resultados satisfatórios em comparação as duas arquiteturas existentes. Após validação do método de diagnóstico e da arquitetura hierárquica fuzzy, apresentados nesta tese, como resultado final da presente pesquisa, é proposto um sistema wavelet-fuzzy com método de inferência genérica baseado em funções overlap estendidas, como uma nova ferramenta capaz de monitorar a qualidade da energia em sistemas elétricos com inserção de energias renováveis.
A cascade-type hierarchical fuzzy system with additional defuzzification of layers for the automatic power quality diagnosis
(Elsevier, 2019-04-04) Nolasco, Diego Habib Santos; Palmeira, Eduardo Silva; Costa, Flávio Bezerra
In general the power quality diagnosis of low-voltage electrical systems is a difficult issue due to the nuances of different power quality standards around the world and the uncertainties characteristics of the evaluation parameters. In this framework, this paper proposes a new methodology for diagnosing the power quality by means of a cascade-type hierarchical fuzzy system with additional defuzzification of layers (C-HFS-ADL), also proposed in this paper, which is able to evaluate the power quality indices in steady-state (total harmonic distortions, power factor, voltage variation, and unbalance voltage) considering several standards and provides a proper and complete diagnosis of the power quality in electrical systems. In the proposed C-HFS-ADL each output of a subsystem is transferred between inner layers of the hierarchical system and a total power quality diagnosis is obtained taking into account a secondary decision-making process with additional defuzzification in order to have a partial diagnosis for each subsystem of the hierarchy. In addition, an algorithm was implemented considering different inference systems for analyzing the behavior of the C-HFS-ADL on a database (power quality indices) obtained from a real electrical substation for observing its advantages and disadvantages

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