최근 정부가 발표한 저탄소 녹색성장 사업의 일환으로 스마트 그리드 기술이 주목을 받고 있으며, 이러한 스마트 그리드가 정착되기 위해서는 가정 또는 전력을 소모하는 모든 장소에 스마트미터의 설치가 필요하다. 그러나 최근 들어 스마트미터의 다양한 보안 취약성이 소개되고 있으며, 아직까지 범용의 보호프로파일이 존재하지 않으므로 스마트미터 제품에 대한 안전성을 보증할 수 없는 설정이다. 따라서 본 논문에서는 스마트미터의 보안 취약성과 공격방법을 분석하여 스마트미터가 일반적으로 갖추어야 할 보안기능과 보안요구사항을 도출하고, 이를 바탕으로 스마트미터 제품의 안전성 평가 및 인증에 사용될 수 있는 공통평가기준 v3.1 기반의 스마트미터 보호프로파일을 개발한다.
스마트 그리드에서 전력 정보의 수집 및 분석은 필수적이다. 수집된 전력 정보는 발전 및 배전 등 전력을 효율적으로 이용하는데 사용될 수 있다. 전력 정보 수집을 위해서는 유무선 망을 통한 스마트 미터의 통신이 중요한 역할을 한다. 현재, 세계 여러 나라들은 수많은 스마트 미터의 전력 정보 수집을 위해서 스마트 미터 통신을 위한 국제 표준 혹은 각 국가의 고유한 표준을 정립하고 있는 중이다. 따라서, 이 논문은 스마트 미터 관련 논문 및 자료들을 조사하여 스마트 미터 통신을 위한 국제 및 여러 국가별 표준에 대해 요약한다.
Understanding a stream's or river's discharge is essential for a variety of hydrological and geomorphological applications at various sizes. However, depending on the stream environment and flow conditions, it is crucial to use the appropriate techniques and instruments. This will ensure that discharge estimations are as reliable as possible. This study presents developed smart system for continuous measurement of open channel discharge and evaluate streamflow measurement over various techniques. This includes developed smart flow meter as flow point measurements, smart water level sensor (installed on Hydraulic Structure ? Weir) and current meters. Advantages and disadvantages of each equipment are presented to ensure that the most appropriate method can be selected. we found that smart water level sensor is more prominent once used during flood event as compared to smart flow meter and current meters, while current meters seems to show better accuracy once applied for open channel.
가스계량기의 검침방식이 발전하면서 원격검침이 가능한 스마트 가스 계량기(누출점검용 계량기 및 다기능 안전 계량기)가 사용되고 있다. 이러한 계량기는 부가기능으로 수집하는 유량 및 압력 데이터를 활용하여 누출 판단을 하는 기능이 있다. 유량 데이터를 이용한 누출판단 기능은 실제 현장에서 유효한 사례가 있지만 압력 데이터 기반 누출 판단 기준은 누출로 인한 압력 값 변화뿐만 아니라 여러 요인(정압기 압력 크기, 인접 계량기 연계, 인접 주택 사용량, 계량기 위치 등)으로 압력 크기 변화(레벨)가 있는 문제점이 있다. 본 논문에서는 스마트 가스계량기에서 수집되는 압력데이터를 활용하여 누출여부를 판단 할 수 있는 기법으로 압력 데이터 전처리 방법과 누출 여부 관련 압력 값 범위 기준, 누출판단 기법 및 적용 사례 검증을 통해 개발하였다.
A smart meter is a kind of electronic meters that measures and records consumption of electric energy in intervals of an hour or less and transmits that information to the remote places. AMI provides two-way communication path between utilities and consumers and should be able to support smart grid's new functionalities such as demand-response actions and real time pricing. The main objective of this paper is to provide a new diagnosis method and system for testing of smart meters in AMI neighborhood area network.
본 연구에서는 디지털 수도계량기(smart water meter) 연계형 상수도 원격검침시스템(automatic meter reading)의 국외 시장동향 및 원격검침시스템의 각 구성 요소기술의 개발현황과 현장적용 사례 등을 조사 분석하였다. 국외의 디지털 수도계량기 제조업체는 주로 미국 또는 유럽업체들로서 최근에는 북미뿐만 아니라 아시아 및 유럽에서도 원격검침시스템 사업을 확장하고 있다. 대부분의 디지털 수도계량기 제조업체는 원격검침용 디지털 수도 계량기에서 측정된 데이터를 활용하여 실시간 소비량 검침 및 비용 고지, 절수, 누수탐지, 수질 모니터링, 유량제어 등의 기능이 부가된 통합관리시스템(integrated water management system)과 연계하여 운영하고 있다. 데이터 전송방식은 디지털 수도계량기, 센서를 통해 검출된 데이터를 근거리 통신망(neighborhood area network)을 통해 수집기(data concentration unit)로 전송 후 광역 통신망(wide area network)을 통해 검침서버로 전송하였으며, 데이터 전송방식은 도시 규모, 계량기의 밀도, 전력공급 여부 및 통신망의 설치 여부 등을 종합적으로 고려하여 결정되었다. 일반적인 검침방식은 (1) 고정망(fixed network)을 통한 중앙 검침, (2) 차량(drive by)을 이용한 검침, (3) 사람(walk by)에 의한 검침, 그리고 (4) 비행식(fly by) 검침방식 등이 적용되었다. 전 세계적으로 디지털 수도계량기 연계형 원격검침시스템이 확산되어 용수 및 에너지를 절감하고 수도 요금을 절약하여 온실가스의 배출을 최소화하고 있는 것으로 판단된다.
국내 도시가스 보급률은 크게 성장했지만, 국내 가스계량기 계량·안전점검·요금 분야는 아직 서비스 초기방식에서 벗어나지 못하고 있다. 스마트가스미터에 관한 개발과 연구가 활발히 이루어지고 있지만 스마트가스미터의 도입에는 신뢰성과 안전성을 검증할 수 있는 합리적인 성능평가 방안과 기준이 필요하다. 본 논문은 스마트가스미터의 성능을 시험하기 위한 성능시험 시작품을 제작하고 시작품의 실증 운용을 통해 성능평가 방안을 최적화하여 국내에 스마트가스미터가 원활하게 확대/보급될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
존 스마트그리드 기기 인증 체계는 DCU와 검침 FEP 및 MDMS에 집중되어 있으며 스마트미터에 대한 인증체계는 확립되지 않은 상황이다. 현재 몇몇 암호칩이 개발되었지만, 낮은 강도의 단순 암호화 수준에 머물러 있어 PKI 인증체계를 완성하기에는 어려움이 있다. 스마트그리드는 기존 전력망과 달리 개방형 양방향 통신을 기반으로 함에 따라 정보보안 취약성이 높아지면서 사고 위험 증가하고 있다. 하지만 스마트미터에는 PKI가 적용되기 어려워, 조작한 패킷을 보내 운영시스템에 거짓 정보 전송으로 시스템 정지 등의 사고가 발생할 가능성 존재한다. 하드웨어 제약사항이 많은 스마트미터에 기존 PKI 인증서를 발급할 경우 인증 및 인증서 갱신이 어렵기 때문에 스마트미터의 열악한 성능(Non-IP 네트워크, 프로세서, 메모리 및 저장소 공간 등)에서도 작동 가능한 초경량 암호 인증 프로토콜을 설계 구현하였다. 실험 결과 Cortex-M3 환경에서도 경량 암호 인증 프로토콜을 빠른 시간 내에 수행 할 수 있었으며, 앞으로 스마트그리드 산업에서의 더 안전한 보안성을 갖춘 인증 시스템을 마련하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.
A smart grid is a next-generation power grid that can improve energy efficiency by applying information and communication technology to the general power grid. The smart grid makes it possible to exchange information about electricity production and consumption between electricity providers and consumers in real-time. Advanced metering infrastructure (AMI) is the core technology of the smart grid. The AMI provides two-way communication by installing a modem in an existing digital meter and typically include smart meters, data collection units, and meter data management systems. Because the AMI requires data collection units to control multiple smart meters, it is essential to ensure network availability under heavy network loads. If the load on the work done by the data collection unit is high, it is necessary to allocation new data collection units to ensure availability and improve energy efficiency. In this paper, we discuss the allocation scheme of data collection units for the energy efficiency of the AMI.
With the recent advances in smart grid technologies and the increasing dissemination of smart meters, the power usage of each time unit can be detected in modern smart building environments. Thus, the utility company can adopt different price of electricity at each time slot considering the peak time. Korea government also announces the smart-grid roadmap that includes a law for realtime price of electricity. In this paper, we propose an efficient power scheduling scheme for smart buildings that adopt smart meters and real-time pricing of electricity. Our scheme dynamically changes the power mode of each consumer device according to the change of power rates. Specifically, we analyze the electricity demands and prices at each time, and then perform real-time power scheduling of consumer devices based on collaboration of each device. Experimental results show that the proposed scheme reduces the electricity charge of a smart building by up to 36.4%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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