algoritmos de inteligência computacional utilizados na detecção de fraudes nas redes de ...

86 Pages·2016·2.19 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ
CAMPUS DE FOZ DO IGUAÇU
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
ENGENHARIA ELÉTRICA E COMPUTAÇÃO
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
ALGORITMOS DE INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL
UTILIZADOS NA DETECÇÃO DE FRAUDES NAS REDES
DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
ALTAMIRA DE SOUZA QUEIROZ
FOZ DO IGUAÇU
2016

Altamira de Souza Queiroz
Algoritmos de Inteligência Computacional Utilizados na
Detecção de Fraudes nas Redes de Distribuição de Energia
Elétrica
DissertaçãodeMestradoapresentadaaoProgramade
Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computa-
ção como parte dos requisitos para obtenção do tí-
tulo de Mestre em Engenharia Elétrica e Computa-
ção. Área de concentração: Sistemas Dinâmicos e
Energéticos.
Orientador: Prof. Dr. EdgarManuelCarreñoFranco
FozdoIguaçu
2016
ii
iii
iv
Resumo
Umdosprincipaisproblemasqueenfrentamatualmenteasempresasconcessionáriasdeenergia
elétricaéaocorrênciadeperdasdeenergianaredededistribuição,causadasporfraudesefurtos
de energia elétrica. Sendo que tais problemas provocam prejuízos financeiros e também colo-
camemriscoasegurançapública,édegrandeinteressedasconcessionáriasencontrarsoluções
para detectar e combater fraudes nas redes de distribuição de energia elétrica. Neste conceito,
o presente trabalho apresenta uma análise dos algoritmos de Inteligência Computacional para
extrairconhecimentodebasesdedadosdeinformaçõesdeconsumomensaldeenergiaelétricas
de usuários de uma determinada concessionária, a fim de identificar padrões de consumo com
anomaliasquerepresentempossíveisfraudesnasredesdedistribuiçãodeenergiaelétrica. Para
detectar padrões nas curvas de consumo, foram utilizados algoritmos de Redes Neurais Artifi-
ciaiseMáquinasdeVetoresdeSuporte. Apósacriaçãodosmodelos,estesforamtestadospara
verificarqualseriaomelhoralgoritmoparaadetecçãodepadrõesdeconsumocomanomalias,
e os resultados obtidos, foram então, comparados com uma base de dados fornecida pela con-
cessionária com a verificação manual dos usuários. Os testes demonstraram que os algoritmos
utilizados são capazes de detectar padrões nas curvas de consumo de energia elétrica, inclusive
detectandosituaçõesespeciaisdefraudesquetécnicasmanuaisnãodetectaram.
Palavras-chave: Padrões de Consumo, Perdas de Energia, Inteligência Computacional, Redes
NeuraisArtificias,MáquinasdeVetoresdeSuporte,RededeDistribuiçãodeEnergiaElétrica.
v
Abstract
One of the main problems currently faced by electric utilities is the occurrence of energy los-
ses in the distribution network caused by fraud and electricity theft. Because of the financial
lossesandriskstopublicsafety,thedevelopmentofsolutionstodetectandcombatfraudinthe
distributionnetworksisoftheutmostimportance. Thisworkpresentsananalysisofcomputati-
onal intelligence algorithms to extract knowledge in databases with information from monthly
energy consumption to identify consumption patterns with anomalies which could represent
fraud. The algorithms Artificial Neural Networks and Support Vector Machines were tested
to see which one perform better on the identification consumption patterns with abnormalities.
Testshaveshownthatthealgorithmsusedareabletodetectpatternsinelectricityconsumption
curves,includingspecialsituationsoffraudthatmanualtechniquesdidnotdetect.
Keywords: Consumption Patterns, Energy Losses, Computational Intelligence, Artificial Neu-
ralNetworks,SupportVectorMachines,ElectricPowerDistributionNetwork.
vi
vii
Dedicoestetrabalhoaomeupaieminhamãe
portodooesforçoeapoioqueambostiveramcomigo
paraqueeupudesseconcluiromestrado,
vencendoadistância,asdificuldadeseasaudade.
Etambémpelocarinho,paciênciaquededicaramamim.
viii