This paper proposes a new fault isolation methodology for a smart protective device which plays an agent role on the smart grid distribution system with the distributed generation. It, by itself, determines accurately whether its protection zone is fault or not, identifies the fault zone and separates the fault zone through the exchange of fault information such as the current information and the voltage information with other protective devices using bi-directional communication capabilities on the smart grid distribution system. The heuristic rules are obtained from the structure and electrical characteristics determined according to the location of the fault and DG (Distributed Generation) when faults such as single-phase ground fault, phase-to-phase short fault and three-phase short fault occur on the smart grid distribution system with DG.
세계 주요 국가들은 전력수요 증가, 환경오염 등의 문제를 해결하기 위해 자국의 전력망을 스마트그리드로 변경하기 위한 노력을 기울이고 있다. 국내에서도 스마트그리드 도입을 위한 다방면의 연구가 진행되고 있다. 그러나 양방향 통신을 적용한 스마트그리드에는 기존 IT에 존재하는 사이버 위협이 적용되어, 국가적 차원에서 사회적 경제적 혼란을 야기할 수 있는 사이버 테러의 위험도 증가하고 있다. 이러한 사이버 공격에 대응하기 위해 사이버 침해사고 발생 시 이에 대한 조사와 이를 분석하고 재발 방지를 위한 노력이 필수적이다. 침해사고에 대응하기 위한 디지털 증거 수집에 대한 연구는 그간 꾸준히 진행되고 있으나 스마트그리드 환경에 적합한 디지털 증거 수집 방안에 대한 연구는 아직까지 미흡하다. 본 논문에서는 스마트그리드 환경에서 필요한 증거 수집 요구사항과 기존까지 연구된 디지털 증거 수집 방안을 분석하여 스마트그리드 환경에 적합한 디지털 증거 수집 기법에 대해 제안한다.
스마트그리드의 개념이 확장되면서 다양한 산업과 융합되어 확산되어가고 있는 상황에서 스마트그리드의 가능성 및 가치를 검증하고 평가할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 스마트그리드가 융합되어 확산될 수 있는 산업분야를 조망하고 이를 토대로 스마트그리드 산업의 경제적 파급효과를 도출하고자 하는데 목적을 두고 있다. 스마트그리드산업의 확산방향을 파악하기 위하여 참여사업자(players)의 진화 전략과 파생될 수 있는 신사업을 중심으로 살펴보았으며, 이를 통해 에너지, 건설, 가전, 자동차산업이 융합산업으로 선정되었다. 선정된 산업분야와 추정한 국내 전망치를 적용하고 산업연관표를 활용하여 유발계수를 도출한 후, 경제적 파급효과를 추정하였다. 그 결과, 2010-2020년까지의 총생산유발액은 약 77조 원, 총부가가치유발액은 약 24조 원, 총고용유발인원은 약 31만 명에 이를 것으로 전망되었다.
본 논문은 높은 확장성 및 효율성을 바탕으로 최근 다양한 응용 분야에서 통신 기간망 기술로 주목받고 있는 "무선 메쉬 네트워크"를 스마트 그리드 환경에 적용하는 방안에 대해 다룬다. 스마트 그리드(Smart Grid)란 기존 전력망에 IT 통신기술을 도입하여 실시간으로 전력 정보를 모니터링하고 전력의 흐름을 제어함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 "차세대 지능형 전력망"이다. 무선 메쉬 통신망을 스마트 그리드에 적용하기 위해서는 높은 수준의 신뢰성 및 QoS(Quality of Service) 지원이 가능한 동시에 대용량의 전력 관련 데이터를 효율적으로 처리할 수 있어야 한다. 또한 상호 호환성 및 확장성을 고려하여 국제 표준 기반의 설계가 필수적이다. 본 논문에서는 이러한 요구사항을 만족하기 위하여 IEEE 802.11s 표준 기반의 스마트 그리드 메쉬 네트워크를 제안하고, ns-3 시뮬레이터를 이용한 성능 검증을 통해 그 타당성을 입증하였다. 또한, 무선 메쉬 네트워킹 기술을 스마트 그리드에 적용했을 때 요구되는 주요 연구 주제에 관해 조사하고 개선 방안들을 제시하였다.
본 연구에서는 차세대 전력망인 Smart Grid와 STEAM교육의 연구 사례를 살펴보고 이를 토대로 초등학교 3-4학년을 위한 Smart Grid기반 IT주제의 STEAM 교육프로그램과 수업방안을 제시한다. 3-4학년의 지적 발달 수준과 흥미를 고려하여 교육프로그램을 구상하고 이에 따른 교재와 교사용 지도서를 개발하였다. 개발된 교재의 실효성을 검증하기 위해 제주도내 4학년 학생 10명을 대상으로 6차시동안 단계별로 교육을 진행하였다. 향후 추적연구 및 확대 적용이 이루어질 예정이며, IT기반의 STEAM교육을 지도함으로써 좋은 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
The increase in oil prices and the rising environmental concerns are boost the electric vehicle supply. Vehicle manufactures understand this trend quite well and plan to increase the production of electric vehicle(EV) such as Nissan LEAF and GM VOLT etc.. The growth of intermittent renewable energy sources such as solar and wind power requires utilities to find additional grid coupled energy storage and regulation capacity. EVs have a battery pack and a charger. The charger can be able to deliver power back to the grid from the vehicle's battery as well as charge the battery. The concept of deploying EVs to stabilize the electric power grid is generally referred to as Vehicle-to-Grid(V2G). We present the grid service using V2G.
A micro-grid (MG) is usually interconnected to the main grid through the dedicated line. Immediately after the removal of the grid supply, the MG should be disconnected and remain disconnected until the main grid is re-energized. It should detect islanding condition as soon as it happens to adjust the setting of the protection relays in the MG. This paper proposes an islanding detection algorithm for the MG based on the active and reactive power delivered to the dedicated line in the time domain. The performance of the proposed algorithm is verified under islanding conditions and fault conditions using the PSCAD/EMTDC simulator. The results indicate that the proposed algorithm can discriminate the islanding conditions from the various fault conditions.
Many studies have investigated the smart grid architecture and communication models in the past few years. However, the communication model and architecture for a smart grid still remain unclear. Today's electric power distribution is very complex and maladapted because of the lack of efficient and cost-effective energy generation, distribution, and consumption management systems. A wireless smart grid communication system can play an important role in achieving these goals. In this paper, we describe a smart grid communication architecture in which we merge customers and distributors into a single domain. In the proposed architecture, all the home area networks, neighborhood area networks, and local electrical equipment form a local wireless mesh network (LWMN). Each device or meter can act as a source, router, or relay. The data generated in any node (device/meter) reaches the data collector via other nodes. The data collector transmits this data via the access point of a wide area network (WAN). Finally, data is transferred to the service provider or to the control center of the smart grid. We propose a wireless cooperative communication model for the LWMN.We deploy a limited number of smart relays to improve the performance of the network. A novel relay selection mechanism is also proposed to reduce the relay selection overhead. Simulation results show that our cooperative smart grid (coopSG) communication model improves the end-to-end packet delivery latency, throughput, and energy efficiency over both the Wang et al. and Niyato et al. models.
정보기술과 전력 공급 시스템을 결합하여 전력 공급자와 소비자 간의 실시간 정보 교환을 통해 에너지 효율을 극대화하는 스마트 그리드 시스템이 등장했다. 중앙 클라우드 서버와 스마트 그리드 IoT 기기 사이에서 전력 관련 정보 수집 및 데이터저장 처리하는 엣지 서버를 활용하여 스마트 그리드 시스템을 위한 블록체인 기반의 사용자 인증 기법이 제안되고 있다. 최근, 스마트 그리드 환경에서 보안을 강화하기 위해 인증 방식이 제안되고 있지만 여전히 많은 취약점이 보고되고 있다. 본 논문은 블록체인을 이용한 엣지 컴퓨팅 기반의 스마트 그리드에서 사용자의 프라이버시와 익명성을 보장하기 위한 새로운 상호 인증 기법을 제시한다. 제안된 방식에서는 키 자료 업데이트 및 폐기와 같은 키 관리의 효율성을 위해 스마트 계약을 사용합니다. 마지막으로 제안하는 기법이 사용자의 스마트 그리드-IoT 기기와 에지 서버 간의 세션 키를 안전하게 설정함과 동시에 익명성을 보장함을 증명한다.
A smart grid is a modernized electrical grid that uses information about the behaviors of suppliers and consumers in an automated fashion to improve the efficiency, reliability, economics, and sustainability of the production and distribution of electricity. In the operation of a smart grid, demand side management (DSM) plays an important role in allowing customers to make informed decisions regarding their energy consumption. In addition, it helps energy providers reduce peak load demand and reshapes the load profile. In this paper, we propose a new DSM scheduling scheme that makes use of the day-ahead pricing strategy. Based on the Rubinstein-Stahl bargaining model, our pricing strategy allows consumers to make informed decisions regarding their power consumption, while reducing the peak-to-average ratio. With a simulation study, it is demonstrated that the proposed scheme can increase the sustainability of a smart grid and reduce overall operational costs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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