Vehicle-to-Grid(V2G) 기술은 전기자동차의 배터리를 분산발전원 및 에너지 저장장치로의 이용하려는 기술로 스마트그리드의 주요한 한 부분을 차지하고 있다. V2G 네트워크는 양방향의 통신망을 사용함으로 피할 수 없는 보안 취약점과 개인정보보호의 문제를 가지고 있다. 본고에서는 V2G 시스템의 구조, 사용되는 개인정보, 보안취약점 및 보안 요구사항에 대해 자세히 알아보고 분석한다. 그리고 V2G 시스템의 특성을 고려하여 효율적인 V2G 시스템의 구조와 운용방안을 제안한다. 제안하는 방식은 대칭키 암호와 해쉬 알고리즘을 이용하여 개인정보의 유출을 방지하고 양방향 인증을 수행하며 개인정보 유출의 위험성을 최소화 한다.
스마트 그리드는 전력망에 정보기술을 접목하여, 전력 유틸리티와 사용자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하여 에너지 효율을 최적화하고, 전력 전송과 분배에 있어 신뢰성과 기반시설 보호를 유지할 수 있도록 구조화 된 지능형 전력망이다. 하지만 스마트 그리드는 기존 전력망에 IT 기술을 도입하여 시스템을 개선함으로써 에너지의 효율성을 높이려는 연구에서 파생되어 시작되었기 때문에 기존 사이버범죄의 가능성이 존재하며 보안에 취약하다. 본 논문에서는 스마트 그리드의 보안 서비스 제공을 위해, 각 통신망 환경별 보안 서비스가 네트워크에 미치는 영향을 파악하고 응용계층에서 동작하는 보안 프로토콜의 시뮬레이션을 통해, 보안 서비스와 네트워크 부하가 전력 통신망에 미치는 영향을 분석한다. 본 연구의 결과는 진보된 스마트 그리드 보안 서비스 개발에 기여할 것이다.
국내 스마트그리드 관련 기술 수준은 일부 분야를 제외하고 선진국들의 수준에 미치지 못하는 것으로 평가되고있다. 이러한 상황 하에서, 본 연구는 스마트그리드 발전의 필수요소인 관련 IT기술을 조망해보고, 스마트그리드 분야에서의 유망 IT R&D분야를 도출하고자 하는 목적으로 수행되었다. 유망 IT R&D 분야의 도출을 위해 스마트그리드 관련 IT기술들의 경제성, 정책부합성, 기술타당성을 평가하는 2단계의 과정을 거쳤고, 그 결과 (1) 센서, (2) 정보보호, (3) AMI 미들웨어, (4) 전력관리의 4대 분야가 유망 분야로 선정되었다. 이 가운데 센서와 AMI 미들웨어 분야는 경제적으로 타당성이 높은 분야이기 때문에 핵심기술 개발에 집중하여 선도적 제품을 타국가보다 세계시장에 빨리 내놓는 전략(Focusing & First Mover Strategy)이 요구된다. 정보보호 분야에서는 국가 기간산업 차원에서의 전력망 안정성 확보 기술 분야와 전력사용자 측면에서의 개인 기업정보보호 기술 분야로 나누어 R&D를 수행하는 R&D Sharing 전략이 기술개발의 효율성을 증대시킬 수 있겠다. 그리고 전력관리 분야는 한국전력 주도로 관리시스템의 요소기술들을 공동 개발하는 전략적 제휴(Strategic Alliance)가 바람직할 것이다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권1호
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pp.97-115
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2022
Smart power grid is a user friendly system that transforms the traditional electric grid to the one that operates in a co-operative and reliable manner. Demand Response (DR) is one of the important components of the smart grid. The DR programs enable the end user participation by which they can communicate with the electricity service provider and shape their daily energy consumption patterns and reduce their consumption costs. The increasing demands of electricity owing to growing population stresses the need for optimal usage of electricity and also to look out alternative and cheap renewable sources of electricity. The solar and wind energy are the promising sources of alternative energy at present because of renewable nature and low cost implementation. The proposed work models a smart home with renewable energy units. The random nature of the renewable sources like wind and solar energy brings an uncertainty to the model developed. A stochastic dual descent optimization method is used to bring optimality to the developed model. The proposed work is validated using the simulation results. From the results it is concluded that proposed work brings a balanced usage of the grid power and the renewable energy units. The work also optimizes the daily consumption pattern thereby reducing the consumption cost for the end users of electricity.
OPC UA(IEC62541)는 SG(Smart Grid) 응용 플랫폼 간에 연계 프로토콜로서, 2012년 12월에 IEC TC57 그룹에서 IEC62541로 표준화되었다. IEC61850은 디지털 변전소 및 스마트 배전 시스템에서 사용되는 SCADA 표준 프로토콜이고, DNP3.0은 RTU나 IED와 같은 장비에 대해 데이터 수집 제어를 위한 프로토콜로서 기존 배전 자동화 시스템에서 사용되고 있다. DLMS/COSEM은 전기 계량기를 제어하고 정보를 수집하기 위한 프로토콜로서 스마트 계량기에서 사용되고 있다. 최상위 SG 운영 플랫폼에서 IEC61850 이나 DNP3.0을 비롯한 다양한 전력 IT 시스템들을 투명하게(Transparent) 관리하기 위해서는 프로토콜에 독립적인 미들웨어가 필요하다. 본 논문은 IEC61850, DNP3.0, DLMS/COSEM 기반의 디지털변전소, 스마트 배전시스템 및 기존 배전 자동화 시스템을 단일 OPC UA 클라이언트로 통합 관리하기 위한 SDG(Scada Data Gateway) 플랫폼에 관한 것이다. 이 게이트웨이는 OPC UA를 통해서 스마트미터, 디지털변전소 및 스마트배전 시스템을 관리한다.
스마트 유틸리티 네트워크는 기존의 AMR, 스마트 그리드, 스마트 워터 그리드 등의 다양한 에너지 관련 서비스를 통합할 수 있는 에너지망 인프라로서 기존 사용자 중심의 통신망으로부터 기기 중심의 통신망으로의 새로운 패러다임 전환을 가능케 하고 있다. 이러한 스마트 유틸리티 네트워크는 관련 응용분야의 제약 조건과 요구사항에 있어 센서 네트워크와 많은 유사성을 가진다. 그리하여, 스마트 유틸리티 네트워크를 위한 새로운 네트워크 프로토콜을 개발하기 위해서는 기존의 관련 연구에 대한 철저한 분석이 선행되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 스마트 유틸리티 네트워크의 서비스 요구사항과 설계 고려사항을 분석하고 기존의 저 전력 프로토콜과 데이터 수집기법 그리고 In-network 저장기법에 대한 분석을 통해 스마트 유틸리티 네트워크를 위한 새로운 네트워크 프로토콜의 설계 가이드라인을 제시한다.
Nowadays every technology is becoming smarter. Consequently, intensive use of ICT in the whole industries and cities enables a sustainable approach to meet enormous productivity, efficiency, transparency and conservation of natural recourses. Likewise, the role of ICT in terms of controlling, monitoring in the energy industry allows integrating potential renewables, bulk energy conservation and reliable optimized operation in the entire system. In this paper outlines challenging issues in renewable energy integration in Mongolia and proposes potential recommendations and conclusions. The author investigated the main technologies used in energy industry mainly smart grid, challenges and policy aspect in Mongolian energy sector by using the primary and secondary approach with case studies and literature based methodologies. Based on the policy aspect and current implementation of smart grid, the paper tries to address the readiness for the main application and future potential ICT driven applications. Furthermore, it concluded that ICT convergence is demanded to overcome the current vulnerabilities and significant momentum to leave behind by using its potential energy recourses and favorable geographical state. Policymakers may find this study useful, as it answers the question of whether ICT investment can ultimately reduce energy consumption and may aid in future planning. Even tough, in order to develop a smart grid and integrating renewables firstly set an appropriate market structure, ICT will key enabler to make energy system more profitable and sustainable. Regarding the result of this study, ICT deployment contribution is a huge demand for future opportunities energy in Mongolia.
In this study, the evaluation criteria of performance and applicability is developed to rank the combinatorial technologies for SWG (Smart Water Grid) system using AHP (Analytic Hierarchy Process) method. Security, safety, solution, suitability and sustainability which are goals of SWG technology, are used as upper level hierarchy elements. And three detailed elements for each upper level hierarchy are adopted as the lower level hierarchy. The weighted value which represents the importance of each element, could be determined through questionnaires accomplished by groups of specialists who are engaged in relevant waster industry and research area. To assess the accuracy of the evaluation criteria developed in this study, a simulation on four decision alternatives for smart water grid was carried out as an evaluation. Consequently which showed 90 % of accuracy.
The paper proposed a sizing method of an energy storage system(ESS) for peak shaving of high-speed railway substations based on load profile patterns of substations. A lithium based battery ESS was selected since it can produce high-power at high speed that peak shaving requires, and also takes up a relatively smaller space for installation. Adequate size of the ESS, minimum capacity which can technically meet a peak shaving target, was determined by collectively considering load patterns of a target substation, characteristics of the ESS to be installed, and optimal scheduling of the ESS. In case study, a local substation was considered to demonstrate the proposed sizing method. Also economic analysis with the determined size of ESS was performed to calculate electricity cost savings of the peak shaving ESS, and to offer pay-back period and return on investment.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제21권6호
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pp.89-100
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2021
Smart Grid Network (SGN) is a next generation electrical power network which digitizes the power distribution grid and achieves smart, efficient, safe and secure operations of the electricity. The backbone of the SGN is information communication technology that enables the SGN to get full control of network station monitoring and analysis. In any network where communication is involved security is essential. It has been observed from several recent incidents that an adversary causes an interruption to the operation of the networks which lead to the electricity theft. In order to reduce the number of electricity theft cases, companies need to develop preventive and protective methods to minimize the losses from this issue. In this paper, we have introduced a machine learning based SVM method that detects malicious nodes in a smart grid network. The algorithm collects data (electricity consumption/electric bill) from the nodes and compares it with previously obtained data. Support Vector Machine (SVM) classifies nodes into Normal or malicious nodes giving the statues of 1 for normal nodes and status of -1 for malicious -abnormal-nodes. Once the malicious nodes have been detected, we have done a trust evaluation based on the nodes history and recorded data. In the simulation, we have observed that our detection rate is almost 98% where the false alarm rate is only 2%. Moreover, a Trust value of 50 was achieved. As a future work, countermeasures based on the trust value will be developed to solve the problem remotely.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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