In Home Area Network (HAN) of the smart grid, Power Line Communication (PLC) technology and ZigBee communication technology can be used in the communication among the Advanced Metering Infrastructure (AMI) devices. However, according to performance evaluation results of the PLC technology, we find that using the PLC technology is unsuitable for the remote meter reading service. It is worth noting that some parts of the PLC are converted to the ZigBee communication technology in Jeju, Korea. Compared with PLC, ZigBee has no restriction of the place, where the equipments can be freely set up, due to the advantage of radio communication. However, number of usable devices will impact the network performance which is depended on the address assignment. In addition, due to the restriction of transmission range among devices, it is difficult to apply the ZigBee address assignment method to the practical circumstance. In this paper, we examine the previous ZigBee address assignment schemes and the corresponding routing algorithms, and propose a novel address assignment scheme compared with the existing methods, the performance of the proposed one is improved. In particular, evaluation results show that the proposed scheme reduces the average number of hop count, the transfer time and the processing time.
최근 스마트그리드가 발달함에 따라 AMI망에서의 보안은 전력정보통신에 많은 변화를 주었다. 본 연구는 사이버 공격으로부터 AMI시스템과 제품사이에 연결되어있는 각각의 구성품을 안전하게 보호하고, 댁내와 사용자에게 발생할 수 있는 2차 피해를 막기 위해 설계되었다. AMI망에서의 보안문제를 해결하기위해 공개된 암호키를 기반으로 보안알고리즘을 구성하고 키를 생성하여, 새로운 AMI설비가 보호될 수 있도록 제안하였다.
스마트 배전은 스마트 그리드의 도입으로 인해 가장 큰 변화를 경험할 것으로 평가되는 분야이다. 본 연구는 스마트 배전과 관련하여 전략 및 정책 대안들의 유효성을 평가하기 위하여, IT Ecosystem 분석을 활용하였다. 스마트 배전의 Ecosystem을 우선 파악하고 한국의 Ecosystem을 비교 분석하여 봄으로써 전략적인 관점에서 스마트 배전을 통해 기업들이 지속 가능한 경쟁 우위를 어떻게 획득할 수 있을지 검토하였으며 스마트 배전의 정보 체계 구성 대안에 대해서 이해 관계자의 관점에서 논의하였다. 국내 스마트 배전 사업 및 정책의 핵심은 Demand Response System의 도입을 통한 전력의 효율성 향상과 더불어 관련된 부품 및 배전 시스템 사업자들의 국제 시장 기회 선점으로 파악된다. 기술적인 선결과제로서 스마트 기기, 부품, 시스템을 기반으로 하는 인프라를 개발하고 이를 바탕으로 한 응용 프로그램 및 서비스를 도입하여 기업 및 일반 소비자들이 쉽게 전력 상품의 소비를 결정할 수 있는 인터페이스를 제공해 주어야 한다. 이러한 Demand Response System의 성공을 위해서는 소비자의 참여가 가장 중요한 요소이다. 소비자의 에너지 소비의 선호 및 패턴을 파악하고 이에 자동으로 대응하는 기능들이 스마트 배전의 효과성을 가장 크게 제고할 것으로 보인다. 저소득 소비자들이 보다 민감하게 가격에 반응한다는 해외 사례 연구에 비추어 현재 스마트 배전에 참여하는 기업형 사업자 뿐만 아니라 소비자들에게도 확대될 필요가 있다. 정보 기술을 통해 소비자가 이해하기 쉽도록 전력 상품의 일반화를 이루어 내고 다양한 실시간 요금제와 품질 가격제 등을 통해 유인을 제공하여야 한다. 정책적으로 소비자의 참여를 증대시키기 위해서는 적절한 경제적인 유인을 제공하는 것도 신중히 검토할 필요가 있다.
Water is a limited source that needs to be properly managed and distributed to the ever-growing population of the world. Rapid urbanization and development have increased the overall water demand of the world drastically. However, there is loss of billions of liters of water every year due to leakages in water distribution systems. Such water loss means significant financial loss for the utilities as well. World bank estimates a loss of $14 billion annually from wasted water. To address these issues and for the development of efficient and reliable leakage management techniques, high efforts have been made by the researchers and engineers. Over the past decade, various techniques and technologies have been developed for leakage management and leak detection. These include ideas such as pressure management in water distribution networks, use of Advanced Metering Infrastructure, use of machine learning algorithms, etc. For leakage detection, techniques such as acoustic technique, and in recent yeats transient test-based techniques have become popular. Smart Water Grid uses two-way real time network monitoring by utilizing sensors and devices in the water distribution system. Hence, valuable real time data of the water distribution network can be collected. Best results and outcomes may be produced by proper utilization of the collected data in unison with advanced detection and management techniques. Long term reduction in Non Revenue Water can be achieved by detecting, localizing and repairing leakages as quickly and as efficiently as possible. However, there are still numerous challenges to be met and future research works to be conducted in this field.
This study examines the system and process of battery stored energy in vehicles and suggest the effective area for the use of V2G(vehicle-to-grid) from Jeju Smart Grid Demonstration Project. V2G means technology of electric power transmission from the battery of electric-drive vehicles to state grid. As for the increasing of effectiveness for demand-side control, V2G is a very good alternative. In the U.S., the utilization of electric vehicles is under 40% on average. In this case, we can use he battery of electric vehicle as role of frequency regulation or generator of demand-side resource. V2G, which is the element of Smart Transportation, consists of electric vehicle battery, BMS(battery management system), OBC(on-board charger), charging infrastructure, NOC(network operating center) and TOC(total operation center). V2G application has been tested for frequency regulation to secure the economical efficiency in the United States. In this case, the battery cycle life is not verified its disadvantage. On the other hand, Demand Response is required by low c-rate of battery in electric vehicle and It can be small impact on the battery cycle life. This paper concludes business area of demand response is more useful than frequency regulation in V2G application of electric vehicles in Korea. This provides the opportunity to create a new business for power grid administrator with VPP(virtual power plant).
In this paper, geographic information system(GIS) for an intelligent power distribution network was implemented with location informations acquired from automatic meter reading system, where the location informations of power line communication(PLC) modems installed at customer side were collected at data concentration units(DCUs) of headend equipment via PLC and then were transmitted to front end processor server. By displaying the connection status of the power distribution network on GIS map, operation of advanced metering infrastructure(AMI) or management of power grid system could be performed intuitionally and in real time, because the configuration state of the power grid could be easily monitored. The feasibility of the proposed system was confirmed with the especially constructed laboratory-level test bed and the verification test of the system will be carried out for a real power distribution network.
본 연구는 2012~2013년 국내 전기차 시장에서 크게 논란이 되었던 콤보 전기 자동차 충전 표준과 국내 스마트그리드 표준 간 충돌 사례를 이해관계자 이론을 활용하여 분석하였다. 사례 연구를 위해 문헌 조사 및 복수의 전문가 인터뷰를 실시하였다. 전기 자동차는 충전을 위해 전력망과 연결될 때 데이터 교환을 한다. 따라서 통신 표준 문제가 대두된다. BMW는 글로벌 전기 자동차 시장에서 업계를 대표하는 사실상 표준의 지위를 얻어 가고 있던 콤보 충전 기술을 채택하여 국내 전기차 시장에 진입하였는데, 그 과정에서 국내 스마트 그리드 전력망의 원격검칭용 통신 기술과 상호 주파수 간섭을 일으키는 문제가 발생하였다. 이 문제를 둘러싸고 이해관계자들의 대립이 계속되면서 국내 전기 자동차 충전 기술 관련 표준(국가표준 및 단체표준)화를 위한 의사결정들이 지연되었고, 이 논란은 2014년 1월 콤보 기술이 한국자동차공학회의 단체표준(KSAE SAE 1772-2040, 2014.1)으로 인정되면서 일단락되었다. 이 사건은 전기 자동차 표준 그 자체만이 아니라, 융합산업 시대에 있어서 타 산업 표준과의 충돌 및 조정의 필요성을 부각시키는 의미있는 사례이다. 본 연구는 전기 자동차 충전 표준과 스마트그리드 표준이라는 이종 산업 간의 표준 충돌의 복잡한 역학 관계를 이해 관계자 이론을 적용하여 분석하였다. 본 연구는 표준화 과정을 둘러싼 경험적 및 이론적 연구가 충분하지 않다는 점에서, 이해관계자 이론을 활용한 사례 축적과 방법론 정립에 기여하고, 또한 표준화 과정에 참가하는 이해관계자들이 이 과정에 영향을 미치기 위한 행위 양식 정립과 전략 수립에 유용한 시사점을 제공한다.
스마트 그리드란 기존의 전력망에 정보기술을 융합하여 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력망을 구성하는 기술의 하나이다. 본 논문에서는 스마트그리드를 효과적으로 구축하기 위하여 기존 홈 네트워크와 연동되고 효율적인 관리 기능을 제공하는 AMI 시스템을 제안 한다. 확장된 홈 네트워크 기반의 AMI 시스템은 스마트미터, 통신 모듈, 홈 게이트웨이, 보안 모듈, 미터 데이터 관리 시스템, 전력 응용 모듈 등으로 구성된다. 제안하는 홈 네트워크는 전력소모를 줄이고 효율적인 데이터 전송이 가능할 수 있도록 IEEE 802.15.4를 기반으로 설계하였다. 제안 홈 게이트웨이는 웹 서비스를 통해 외부 관리 시스템과 에너지 소비 정보 등을 실시간으로 교환할 수 있고, AMI 시스템은 인터넷을 통하여 홈 게이트웨이와 미터 데이터 관리 시스템 간의 양방향 통신이 가능하도록 설계되었다. 정보 전달의 안전성을 얻기 위하여 보안 알고리즘을 적용 하였으며 보안 알고리즘은 대칭적 블록 암호화 방식인 AES 알고리즘을 사용하였다. 제안 시스템을 사용하는 경우 본 연구에 제한적이기는 하지만 제어를 하지 않을 경우보다 전력 소비가 평균적으로 4~42%정도 줄어드는 것을 실험 결과에서 확인할 수 있었다.
선진국 주요 전력사는 단방향 전력망에 정보통신기술을 접목하여 전력공급자와 소비자가 양방향 실시간 정보를 교환함으로써 전력설비운영 최적화와 전력 수요관리 서비스를 통해서 전기에너지 사용 효율을 극대화할 수 있는 SmartGrid 핵심 application인 AMI(Advanced Metering Infrastructure)시스템에 대한 연구개발과 대규모 사업화를 추진 중에 있다. 본고에서는 AMI시스템을 구성하고 있는 유 무선 통신망 중에서 규제 없이 누구나 사용가능한 AMI용 근거리 통신기술의 표준화 기술동향과 관련 이슈에 대해 살펴보고자 한다.
전력 계통에서 발생하는 부하손실은 전기품질 수준을 평가하는 지표로 활용되지만, 국내외 전력 유틸리티들의 수익 창출을 방해하는 가장 큰 요인이 된다. 따라서 전력 계통에서 발생하는 부하손실에 대한 정확한 분석은 매우 중요하다. 그러나 빠르게 증가하는 분산전원 연계로 인해 배전계통의 변동성이 증가하여 정확한 손실량을 계산해내는 것이 점점 어려워지고 있다. 본 논문에서는 분산전원 연계로 인해 배전선로에서 발생하는 부하손실의 더욱 정확한 산정을 위하여 스마트그리드 빅데이터 인프라를 구축하였다. 또한, 스마트그리드 빅데이터의 특성 중 하나인 '불확실성'을 제거하기 위한 데이터 전처리기법을 적용하여, 부하손실 분석의 정확도를 높였다. 본 논문에서 수행한 부하손실 분석 결과는 배전설비 투자계획 또는 안정적인 전력공급 신뢰성과 전력품질을 유지하기 위한 배전계통 운영계획에 기초자료로 활용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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