ارائه چارچوب جديدي براي افزايش پايداري زيرساخت اندازه گيري شبكه هاي هوشمند برق

A New Framework for Increasing the Sustainability of Infrastructure Measurement of Smart Grid

يكي از بخش هاي مهم شبكه هوشمند برق، زيرساخت اندازه گيري هوشمند مي باشد. زيرساخت اندازه گيري هوشمند به منظور اندازه گيري، جمع آوري و آناليز داده هاي مربوط به مصرف برق، مورد استفاده قرار مي گيرد. داده هاي كنتورهاي هوشمند در تجميع كننده هاي مياني، تجميع شده و از آنجا به مركز مديريت داده ها ارسال مي شوند. تجميع كننده ها نقش بسيار حياتي در زيرساخت اندازه گيري هوشمند دارند. داده هاي تجميع كننده ها بايد از مسيرهاي با كمترين تاخير ارسال شوند. زماني كه يك تجميع كننده با خطا مواجه شود، تمام ترافيكهاي ارسالي توسط آن، از بين خواهند رفت و اين امر باعث افزايش هزينه توليد برق در شبكه هوشمند برق خواهد شد. از اينرو طراحي ساختار ارتباطي قابل اطمينان براي زيرساخت اندازه گيري هوشمند بسيار مهم و ضروري مي باشد. در اين مقاله با استفاده از شبكه نرم افزار محور ، ساختار جديدي براي زيرساخت اندازه گيري هوشمند پيشنهاد شده است كه باعث افزايش قابليت اطمينان شده و بصورت بهينه، كنتورهاي هوشمند را به تجميع كننده هاي موجود در شبكه، اختصاص مي دهد. در ساختار پيشنهادي در هر كنترل كننده يك تجميع كننده مجازي وجود دارد كه به عنوان يك كاربرد در كنترل كننده شبكه نرم افزار محور قرار مي گيرد. اين تجميع كننده مجازي، كنتورهاي هوشمند را بر اساس نيازمنديهاي درخواستي به تجميع كننده هاي موجود متصل مي كند. علاوه بر اين، روش مسيريابي مبتني بر كيفيت سرويس جديدي، متناسب با نيازمنديهاي اين شبكه پيشنهاد شده است. در روش مسيريابي، كوتاهترين مسير براي اتصال تجميع كننده ها محاسبه شده و به منظور تضمين پارامترهاي كيفيت سرويس، منايع مورد نياز براي هر مسير در شبكه، رزرو مي شود. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه روش پيشنهادي تاثير بسزايي در كاهش تاخير و افزايش قابليت اطمينان در زيرساخت اندازه گيري هوشمند دارد.

Advanced Metering Infrastructure (AMI) is one of the most significant applications of the Smart Grid. It is used to measure, collect, and analyze data on power consumption. In the AMI network, the smart meters traffics are aggregated in the intermediate aggregators and forwarded to the Meter Data Management System (MDMS). The infrastructure used in this network should be reliable, real-time and scalable in order to guarantee reliable and timely transmission of information. In this paper, we propose an SDN (Software-Defined Network)-based infrastructure for the AMI networks which can enhance the reliability of the network and reduce network latency. In the proposed method, we have proposed a new method in which a dynamic aggregator is assigned to each smart meter, and, in addition, an appropriate routing algorithm is proposed in order to ensure the timely and reliable transmission of smart meter data to MDMS. The bandwidth required for each flow will be reserved in all links along the path. This approach increases the reliability of AMI network and satisfies the flow requirements such as bandwidth and delay. The simulation results show that proposed infrastructure significantly improves the AMI reliability and reduces the sensitivity to aggregator down.