Desarrollo de un modelo estadístico basado en la correlación de Pearson para anticipar condiciones precursoras de fallos eléctricos en un sistema de distribución de prueba representativo

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Title: Desarrollo de un modelo estadístico basado en la correlación de Pearson para anticipar condiciones precursoras de fallos eléctricos en un sistema de distribución de prueba representativo
Authors: Moromenacho Columba, Jeosabeth Lizbeth
Advisor: Barrera Singaña, Carlos Andrés
Abstract: The continuous growth in electricity demand and the increase in load capacity have increased the likelihood of failures in electrical distribution systems. In this study, a statistical model based on Pearson's correlation was developed to predict electrical failures in the IEEE 33-bus test system. The system was modeled within OpenDSS, and various operational and failure scenarios were simulated to generate an electrical database. Subsequently, the recorded electrical variables were analyzed to apply Pearson's correlation, selecting those with the strongest statistical relationship to the occurrence of failures. The highest positive correlation was found in the maximum current (0.1646) and active losses (0.1645). A logistic regression model was implemented to evaluate the model's ability to anticipate failures. The results showed a 100% recall for the failure class, an ROC curve with an AUC of 0.40, and overlapping detection probabilities. This demonstrates that the model has a limited ability to differentiate between certain operating conditions but shows that this methodology is feasible as a complementary tool for preventive maintenance planning.
Translated abstract: Al hablar del crecimiento continuo de la demanda eléctrica y el aumento de la cargabilidad han incrementado la probabilidad de fallos en los sistemas de distribución eléctrica. En el presente estudio se desarrolló un modelo estadístico basado en la correlación de Pearson para anticipar fallos eléctricos en el sistema de prueba IEEE de 33 barras. Se modeló el sistema dentro de OpenDSS y se simularon diversos escenarios operativos y de fallo para generar una base de datos eléctricos. Posteriormente, se analizaron las variables eléctricas registradas para aplicar la correlación de Pearson seleccionado las que mayor relación estadística presentan con la ocurrencia de fallos, en donde la mayor correlación positiva se encontró en la corriente máxima con 0.1646 y las pérdidas activas con 0.1645. Se implementó un modelo de regresión logística para evaluar la capacidad de anticipación de fallos, cuyos resultados presentaron un recall del 100 % para la clase de fallo, una curva ROC con un AUC de 0.40 y superposición de probabilidades de detección lo cual demuestra que el modelo tiene una limitada capacidad de diferenciación entre ciertas condiciones operativas pero demostrando que esta metodología es factible como herramienta complementaria para la planificación del mantenimiento preventivo.
Keywords: ELECTRICIDAD
ESTADÍSTICA
PEARSON
FALLAS DE SISTEMAS (INGENIERÍA)
SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA
ENERGÍA ELÉCTRICA
Issue Date: Mar-2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32442
Language: spa
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