KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.11
no.10
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pp.4717-4737
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2017
Today, smart grids, smart homes, smart water networks, and intelligent transportation, are infrastructure systems that connect our world more than we ever thought possible and are associated with a single concept, the Internet of Things (IoT). The number of devices connected to the IoT and hence the number of traffic flow increases continuously, as well as the emergence of new applications. Although cutting-edge hardware technology can be employed to achieve a fast implementation to handle this huge data streams, there will always be a limit on size of traffic supported by a given architecture. However, recent cloud-based big data technologies fortunately offer an ideal environment to handle this issue. Moreover, the ever-increasing high volume of traffic created on demand presents great challenges for flow management. As a solution, flow aggregation decreases the number of flows needed to be processed by the network. The previous works in the literature prove that most of aggregation strategies designed for smart grids aim at optimizing system operation performance. They consider a common identifier to aggregate traffic on each device, having its independent static aggregation policy. In this paper, we propose a dynamic approach to aggregate flows based on traffic characteristics and device preferences. Our algorithm runs on a big data platform to provide an end-to-end network visibility of flows, which performs high-speed and high-volume computations to identify the clusters of similar flows and aggregate massive number of mice flows into a few meta-flows. Compared with existing solutions, our approach dynamically aggregates large number of such small flows into fewer flows, based on traffic characteristics and access node preferences. Using this approach, we alleviate the problem of processing a large amount of micro flows, and also significantly improve the accuracy of meeting the access node QoS demands. We conducted experiments, using a dataset of up to 100,000 flows, and studied the performance of our algorithm analytically. The experimental results are presented to show the promising effectiveness and scalability of our proposed approach.
Jo, Han-Seong;Lee, Yong-Gu;Jeong, Sang-In;Choe, Jin-Ho
KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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v.3
no.2
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pp.73-78
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2017
Recently, a number of foreign electric power companies including domestic Korea Electric Power Corporation (KEPCO) have actively engaged in the construction of a power grid with the concept of a smart grid. The Smart grid is a technology that increases the efficiency of the power by converging the information network with the power grid. It can maximize the energy efficiency through the two-way communication between the utility and the consumer. However, as the power grid converges with the information and communication network, security threats are increasing more than existing power grids. Due to the nature of the power grid, the damage caused by security threats is not only personal privacy but also economic loss of society. So smart grid becomes the target of hackers. In this paper, we discuss security vulnerabilities of Advanced Metering Infrastructure (AMI), which is a core technology of smart grid construction, and the corresponding security technologies to prevent security damage of smart grid.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.25
no.10
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pp.1381-1390
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2021
Smart grid is a representative convergence new technology in the era of the 4th industry revolution that deals with three broad security areas consisting of control system, the power grid, and the consumer. As it is a convergence new technology of the 4th industrial society, it is true that it can have a positive effect on the country's technological development, growth engine, and economic feasibility in the future. However, since the smart grid is expected to cause enormous damage in the event of a security accident, energy-related organizations must prepare various security measures to predict and respond to the latest security incidents. In this paper, the current status of domestic and foreign smart grids, trends in security standards, vulnerabilities and threats, and prospects for smart grid security technologies are to be considered.
Korea plans to be the world's first country to transform its electricity network into "smart grids," which use information and operational technologies to help to facilitate the reduction of carbon emissions, make more efficient use of existing infrastructure/resources through meeting customer demand/less generation, and support renewable resources with real time monitoring and controls. In this situation, universities do the needful on priority to nurture smart grid engineers who will be responsible for state-of-the-art technologies as today's electric grid transitions to a digital network. This paper thus attempts to permanently turn out high-quality human resources in electrical engineering by fleshing out strategies for training smart electric grid engineers, based on lessons from a national undertaking of nurturing qualified power IT engineers starting on February 1 of 2007.
As the power grids are integrated into one big umbrella called a "smart grid," communication protocol plays a key role in successful operations. The successful deployment of smart grid interoperability is a major hurdle that must be overcome. The micro grid, a small power system that distributes energy resource, is operated in diverse regions. Different vendors use different communication protocols in the operation of the micro grid. Recently, the IEC 61850 has been legislated to solve the interoperability problems in power utility automation. The present paper presents a micro grid system based on the IEC 61850 protocol. It consists of a micro grid monitoring system, a protocol converter that transforms serial data to IEC 61850 data, and distributed energy resource controllers for diverse DER nodes. A developed communication gateway can be deployed for DER controllers with serial links to exchange data with IEC 61850-based devices. The gateway can be extended to IEC 61850-based distribution automation systems, substation automation systems, or SCADA.
Where is a better place to live? In the coming era, this should be more than simply a livable place. It should be an adaptable place that has a flexible system adaptable to any new situation in terms of diversity. Customization and real-time operation are needed in order to realize this technologically. We expect a smart city to have a flexible system that applies technologies of self-monitoring and self-response, thereby being a promising city model towards being a better place to live. Energy demand and supply is a crucial issue concerning our expectations for the flexible system of a smart city because it is indispensable to comfortable living, especially city living. Although it may seem that energy diversification, such as the energy mix of a country, is a matter of overriding concern, the central point is the scale of place to build grids for realizing sustainable urban energy systems. A traditional hard energy path supported by huge centralized energy systems based on fossil and nuclear fuels on a national scale has already faced difficult problems, particularly in terms of energy flexibility/resilience. On the other hand, an alternative soft energy path consisting of small diversified energy systems based on renewable energy sources on a local scale has limitations regarding stability, variability, and supply potential despite the relatively light economic/technological burden that must be assumed to realize it. As another alternative, we can adopt a holonic path incorporating an alternative soft energy path with a traditional hard energy path complimentarily based on load management. This has a high affinity with the flexible system of a smart city. At a system level, the purpose of all of the paths mentioned above is not energy itself but the service it provides. If the expected energy service is fixed, the conclusive factor in choosing a more appropriate system is accessibility to the energy service. Accessibility refers to reliability and affordability; the former encompasses the level of energy self-sufficiency, and the latter encompasses the extent of energy saving. From this point of view, it seems that the small diversified energy systems of a soft energy path have a clear advantage over the huge centralized energy systems of a hard energy path. However, some insuperable limitations still remain, so it is reasonable to consider both energy systems continuing to coexist in a multiplexing energy system employing a holonic path to create and maintain reliable and affordable access to energy services that cover households'/enterprises' basic energy needs. If this is embodied in a smart city concept, this is nothing else but smart energy inclusion. In Japan, following the Fukushima nuclear accident in 2011, a trend towards small diversified energy systems of a soft energy path intensified in order to realize a nuclear-free society. As a result, the Government of Japan proclaimed in its Fifth Strategic Energy Plan that renewable energy must be the main source of power in Japan by 2050. Accordingly, Sony vowed that all the energy it uses would come from renewable sources by 2040. In this situation, it is expected that smart energy inclusion will be achieved by the Japanese version of a smart grid based on the concept of a minimum cost scheme and demand response.
Unsteady flow simulation for the tiltrotor Smart UAV configuration was performed to investigate the powered rotor wake effect on aerodynamic characteristics. Calculations were performed to simulate various flow conditions based on different flight modes including hover, conversion and cruise. Three-dimensional compressible Navier-Stokes equation code were used for flow calculation and Chimera grid technique overlapping individually generated grids was employed. A dynamic grid method was adopted in simulation of the rotating blades. Flow calculations were also conducted for the un-powered case. Aerodynamic interaction between the rotor and airframe was investigated comparing three data sets from the un-powered, powered, and isolated rotor cases.
Rechargeable lithium-ion batteries (LIBs) have been rapidly expanding from IT based applications to uses in electric vehicles (EVs), smart grids, and energy storage systems (ESSs), all of which require low cost, high energy density and high power density. The increasing demand for LIBs has resulted in increasing price of the lithium source, which is a major obstacle to wider application. To date, the possible depletion of lithium resources has become relevant, giving rise to the interest in Na-ion batteries (NIBs) as promising alternatives to LIBs. A lot of transition metal compounds based on conversion-alloying reaction have been extensively investigated to meet the requirement for the anodes with high energy density and long life-time. In-depth understanding the electrochemical reaction mechanisms for the transition metal compounds makes it promising negative anode for NIBs and provides feasible strategy for low cost and large-scale energy storage system in the near future.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.62
no.6
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pp.737-743
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2013
This paper describes the overvoltage through lightning surge analysis on underground system in DC combined distribution systems. It is considered that operating micro grid including distributed generation with smart grid can make possibility of composing new distribution system different from existing one. However, there are many papers about low voltage DC distribution in grids or buildings but not many about replacement or distributing 22.9kV AC distribution system to DC system. Among many research need for DC system development, overvoltage is studied in this paper. Overvoltage is simulated on DC cable when lightning strikes to overhead grounding wire which is installed at the nearest location from power cable section. Analysis as well as modeling is performed in EMTP/ATPDraw. It is evaluated that analysis results can be used to design of DC underground distribution power cable system.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.30
no.8
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pp.520-524
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2017
Electrical relay in an essential part of smart grids, electrical vehicles, and LED lightning systems. Therefore, studying relay reliability is important. Relays using permanent magnet actuators (PMAs), which are energy efficient, are also in the spotlight. However, most of the permanent magnets used in PMAs have a characteristic wherein the magnetic flux decreases as the temperature increases. When the magnetic flux is reduced, the force acting on the actuator is reduced. Therefore, in this study, we measured the decrease in the relay operating speed with permanent magnet reduction due to temperature rise. In addition, changes in the bouncing phenomena due to magnetic flux reduction were analyzed. As a result, the operating speed of the relay has decreased and the bouncing phenomenon has not significantly changed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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