تأثيرات توپولوژي شبكه سايبري بر روي قابليت اطمينان شبكه هوشمند با درنظرگيري ارتباط مستقيم شبكه سايبر- قدرت

Cyber Topologies Impacts on Smart Grid Reliability Considering Direct Cyber-Power Interdependency

با توجه به اشتياق روزافزون به استفاده از شبكه‌هاي هوشمند و ماهيت آن كه با عدم قطعيت بالاي پارامترهاي اين نوع شبكه‌هاي الكتريكي همراه است، ارزيابي قابليت اطمينان اين سيستم‌ها ضروري بوده و بسيار مورد توجه است. استفاده از زيرساخت‌هاي مخابراتي و فناوري اطلاعات در شبكه‌هاي هوشمند توزيع انرژي الكتريكي سبب شده است تا سيستمي متشكل از شبكه قدرت و شبكه سايبري (شبكه‌هاي كنترل، پايش و حفاظت) ايجاد شود. از آن‌جايي كه سيستم‌هاي سايبري مي‌توانند دچار خطاهايي بشوند، ضروري است براي ارزيابي شاخص‌هاي قابليت اطمينان شبكه‌هاي هوشمند از روش‌هايي استفاده شود كه دربرگيرنده عملكرد مناسب هر دو سيستم سايبري و قدرت باشد. در اين مقاله، روش پيشنهادي ارزيابي قابليت اطمينان بر روي شبكه‌ي نمونه و واقعي پياده‌سازي مي‌شود و اهميت درنظرگيري خطاهاي مستقيم شبكه سايبري بر روي قابليت اطمينان سيستم مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. همچنين تغيير توپولوژي شبكه سايبري به‌عنوان راه‌كار اصلي مورد بحث در اين مقاله به عنوان راه‌حلي مناسب براي بهبود قابليت اطمينان ارائه شده است. روش پيشنهادي بر روي قسمتي از شبكه توزيع هرمزگان (فيدر آيسين) شبيه‌سازي شده است. در انتها نيز بهينه‌سازي توپولوژي شبكه سايبري نيز با درنظرگيري قيود مربوطه با استفاده از روش‌هاي بهينه‌سازي هوشمند جهت بهبود قابليت اطمينان سيستم انجام شده است.

Due to the rising interest of using smart grids and its unreliable nature, the reliability analysis is highly regarded. The application of communication infrastructures and information technology in smart grids has created a system consisting power and cyber networks (control, monitoring, and protection networks). Due to the fact that cyber networks are prone to failure, using methods that cover the proper operation of both cyber and power networks together are essential for assessing reliability indices of smart grids. The importance of considering direct cyber network failures on reliability assessment is also studied. Cyber network topology transition is the main solution for the improvement of reliability assessment that is discussed in this paper. The method is simulated on an actual distribution network of Hormozgan Regional Electrical Company (HREC) of Iran. By calculating the reliability indices, the results clarify that smart grid reliability assessment will not be improved without considering an optimal cyber network topology. So, optimization techniques are used for improving reliability assessment, with the consideration of the constraints.