[논문 리뷰] Internet of Things-aided Smart Grid: Technologies, Architectures, Applications, Prototypes, and Future Research Directions

Yasir Saleem, Noël Crespi외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 04. 28.

Smart Grid Security and Resilience참고 문헌 179인용 수 456

한 줄 요약

이 논문은 IoT-활용 스마트 그리드에 대한 포괄적인 설문조사를 제공하며, 아키텍처, 응용 분야, 프로토타입 및 향후 연구 방향을 다룬다.

ABSTRACT

Traditional power grids are being transformed into Smart Grids (SGs) to address the issues in existing power system due to uni-directional information flow, energy wastage, growing energy demand, reliability and security. SGs offer bi-directional energy flow between service providers and consumers, involving power generation, transmission, distribution and utilization systems. SGs employ various devices for the monitoring, analysis and control of the grid, deployed at power plants, distribution centers and in consumers' premises in a very large number. Hence, an SG requires connectivity, automation and the tracking of such devices. This is achieved with the help of Internet of Things (IoT). IoT helps SG systems to support various network functions throughout the generation, transmission, distribution and consumption of energy by incorporating IoT devices (such as sensors, actuators and smart meters), as well as by providing the connectivity, automation and tracking for such devices. In this paper, we provide a comprehensive survey on IoT-aided SG systems, which includes the existing architectures, applications and prototypes of IoT-aided SG systems. This survey also highlights the open issues, challenges and future research directions for IoT-aided SG systems.

연구 동기 및 목표

• 전통적인 전력망을 스마트 그리드(SGs)로 전환하도록 동기를 부여하여 비효율성과 신뢰성 문제를 해결한다.
• IoT-활용 SG 아키텍처, 응용 및 프로토타입을 조사한다.
• IoT-지원 SG 시스템의 미해결 이슈, 도전과제 및 향후 연구 방향을 식별한다.

제안 방법

• IoT-활용 SG 연구에 대한 체계적 문헌 조사를 수행한다.
• SG 아키텍처, IoT 장치(센서, 액추에이터, 스마트미터) 및 연결 모델을 분류하고 기술한다.
• 발전, 송전, 배전 및 소비 전반에 걸친 응용 및 프로토타입을 검토한다.
• 보안, 프라이버시, 상호운용성, 확장성 등 열려있는 도전과제를 강조하고 향후 연구 방향을 제안한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 스마트 그리드에서 양방향 에너지 흐름을 지원하는 IoT 아키텍처는 무엇인가?
• RQ2 SG에서 IoT의 주요 응용 및 프로토타입 구현은 무엇인가?
• RQ3 IoT-지원 스마트 그리드의 주요 미해결 이슈 및 향후 방향은 무엇인가?

주요 결과

• IoT는 발전, 송전, 배전 및 소비 전반에 걸쳐 양방향 에너지 흐름 및 모니터링, 자동화, 제어를 향상시킨다.
• IoT 장치인 센서, 액추에이터 및 스마트미터가 SG의 연결성, 자동화 및 추적의 중심이다.
• 이 조사에서는 보안, 프라이버시, 상호운용성, 확장성 및 신뢰성과 같은 미해결 이슈와 도전을 식별한다.
• IoT-지원 스마트 그리드를 발전시키기 위한 향후 연구 방향을 제시한다.