Compressão de sinais de tensão e corrente com distúrbios em redes de distribuição de energia elétrica

Abstract

O desenvolvimento da sociedade pode ser observado a partir do aumento da complexidade dos sistemas de distribuição e geração de energia elétrica. A necessidade de uso de aparelhos elétricos colocou a humanidade com uma alta dependência de um sistema que compartilhe a eletricidade de maneira eficaz, isto é, com uma boa qualidade de energia. Para isso, sistemas como redes inteligentes passaram a ser desenvolvidos. As suas motivações iniciais, assim, são proporcionar a garantia de sistemas confiáveis, flexíveis e econômicos. Para isso, a manutenção de redes de distribuição de energia elétrica passou a ser fator indispensável para a garantia da qualidade de energia. Diversos aparelhos foram desenvolvidos para proporcionar a monitoração das redes elétricas, como sensores. As informações desses aparelhos são utilizadas para as análises acerca de distúrbios e outras interferências possíveis de terem ocorrido. A boa observação desses dados acarreta no desenvolvimento propício de aparelhos capazes de reagir de maneira adequada a dados acontecimentos de redes. Com a maior quantidade de observações das redes elétricas, a necessidade de armazenamento e transmissão eficientes desses dados passa a ser um desafio. Dessa forma, técnicas de compressão de sinais são apresentadas como boas alternativas para a solução deste problema. Tais técnicas devem garantir, assim, a representação do sinal com a menor quantidade de bits possível e a preservação do conteúdo original do sinal. É neste contexto que este trabalho se insere. Foi desenvolvido um sistema de compressão de dados de redes elétricas baseado em codificação por sub-banda com o objetivo de garantir um bom ganho de compressão sem a perda da informação original do sinal. Para isso, o sistema é composto de diversas etapas do algoritmo de compressão: segmentação do sinal, transformada, quantização e codificação de entropia. Este sistema apresenta, também, inovações acerca da quantização do sinal. Neste âmbito ocorre a quantização por alocação dinâmica de bits, a qual atribui uma maior quantidade de bits para os coeficientes com maior importância para o sinal. As observações dos resultados apresentados com as alterações dos parâmetros de cada etapa possibilitam a obtenção de uma configuração final do programa para garantir a eficiente compressão dos sinais de tensão e corrente. Dessa forma, este trabalho apresenta tais configurações e suas sucessivas análises. Os resultados apresentados ao final deste trabalho têm como base a utilização de sinais de tensão e corrente reais com a presença de distúrbios obtidos em redes elétricas. São obtidas, por fim, relações que comprovam a boa compressão e a sucessiva restauração propícia do sinal, a qual não acarreta em grandes alterações nos distúrbios presentes.