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Communication technology selection method for smart energy metering based on analytic hierarchy process

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dc.creator LANGA, Julião Alberto
dc.date.issued 2023-02-27
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3653
dc.description.abstract As new communication technologies continue to emerge and the integration of these technologies into the modernization of the electricity grid becomes increasingly necessary, a variety of communication protocols and combinations are being explored for their potential use in the smart grid domain. However, given the multitude of technological possibilities available, choosing the optimal technology capable of adequately addressing the communication requirements of the intelligent grid remains a challenge for utilities. This is due, on the one hand, to the fact that different intelligent grid applications have different qualitative and quantitative communication requirements. Moreover, on the other hand, each technology has advantages and disadvantages concerning its performance characteristics in such requirements. This work uses the AHP (Analytic Hierarchy Process) methodology to select the wireless technology that presents the best performance characteristics concerning determined requirements. For this, a computational algorithm was developed in the Matlab programming environment, through which criteria such as data rate, latency, range, security, reliability, and interoperability were compared to select the best technological alternative among Wi-Fi, ZigBee, Z-Wave, and Bluetooth. Data collected from the literature review, with the performance characteristics of these technologies, were applied in a single case study simulating the practical implementation of this work. Among the analyzed criteria, simulations demonstrated that Wi-Fi was the winning technology alternative with 32.353%, followed by Z-Wave with 29.865% in second place, and ZigBee and Bluetooth were ranked third and fourth with 25.255% and 12.527%, respectively. In addition, sensitivity analysis shows how the AHP methodology can be a feasible alternative to assist decision-making in the smart grid domain. pt_BR
dc.language eng pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Redes elétricas inteligentes pt_BR
dc.subject Tecnologias comunicação pt_BR
dc.subject Requisitos de comunicação pt_BR
dc.subject Métodos de apoio à tomada de decisão pt_BR
dc.subject Metodologia AHP pt_BR
dc.title Communication technology selection method for smart energy metering based on analytic hierarchy process pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2023-05-05
dc.date.available 2023-05-05T14:33:33Z
dc.date.accessioned 2023-05-05T14:33:33Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/4829281090814004 pt_BR
dc.contributor.advisor1 BORTONI, Edson da Costa
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/0936619055402651 pt_BR
dc.description.resumo À medida que novas tecnologias de comunicação continuam a surgir e a integração destas tecnologias na modernização da rede elétrica se torna cada vez mais necessária, uma variedade de protocolos e combinações de tecnologias de comunicação vem sendo explorados para a sua potencial utilização no domínio da rede inteligente. No entanto, dada a multiplicidade de possibilidades tecnológicas disponíveis, a escolha da melhor tecnologia capaz de responder, adequadamente, aos requisitos de comunicação da rede elétrica inteligente continua sendo um desafio para diferentes atores interessados. Isto se deve, por um lado, ao fato de diferentes aplicações de rede inteligente terem diferentes requisitos de comunicação, quer sejam quantitativos ou qualitativos. Além disso, por outro lado, cada tecnologia tem vantagens e desvantagens relacionadas com as suas características de desempenho em tais requisitos. Este trabalho, portanto, utiliza a metodologia AHP (Analytic Hierarchy Process) para selecionar a tecnologia sem fios que apresenta as melhores características de desempenho relativamente a determinados requisitos. Para tal, foi desenvolvido um algoritmo computacional no ambiente de programação Matlab, através do qual critérios tais como taxa de dados, latência, alcance, segurança, confiabilidade e interoperabilidade foram comparados para selecionar a melhor alternativa tecnológica entre Wi-Fi, ZigBee, Z-Wave e Bluetooth. Os dados coletados na revisão de literatura, com as características de desempenho destas tecnologias, foram aplicados num único estudo de caso simulando a implementação prática deste método em ambiente residencial. Dentre os critérios analisados, as simulações demonstraram que o Wi-Fi foi a alternativa tecnológica vencedora com 32,353%, seguido pelo Z-Wave com 29,865% em segundo lugar, e ZigBee e Bluetooth ficaram em terceiro e quarto lugar com 25,255% e 12,527%, respectivamente. Além disso, a análise de sensibilidade, dos resultados, mostra como a metodologia AHP pode ser uma alternativa viável para auxiliar na tomada de decisões no domínio da rede inteligente. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IEM - Instituto de Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIA pt_BR
dc.relation.references LANGA, Julião Alberto. Communication technology selection method for smart energy metering based on analytic hierarchy process. 2023. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2023. pt_BR


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