Last-mile smart grid communications based on hybrid technology as a reliable method of data acquisition and distribution

• Autorzy: Kiedrowski P. , Boryna B. , Marciniak T.

Warianty tytułu

PL

Sieci hybrydowe jako skuteczne rozwiązanie komunikacji segmentu telemetrycznego w systemach smart grid

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The realization of last-mile network of a telemetric Smart Grid system, using the hybrid technology is proposed in this paper. Presented hybrid technology uses two transmission techniques: wireless with use of microwaves and wired with use of PLC-PRIME (Power Line Communications – PoweR Intelligent Metering Evolution). The term hybrid technology for last-mile network is taken literally, i.e. each node can be equipped with two, different communication interfaces. The paper presents not only the reasons why this solution should be used, but also how to use past experience and achievements in research and operation of these two different transmission techniques considered in this article. In addition to the economic benefits and opportunities for the use of hybrid technology in other areas of the network such as HAN (Home Area Network) this work highlighted the problems of QoS (Quality of Service), which has so far not been considered in this type of networks. In order to explain some problems of the reliability and QoS this paper includes several samples of electrical and transmission measurement results obtained from real telemetric system.

PL

W pracy zaproponowano realizację sieci ostatniej mili, segmentu telemetrycznego, systemu Smart Grid w oparciu o technologię hybrydową. Prezentowana technologia hybrydowa wykorzystuje dwie techniki transmisji: bezprzewodową z wykorzystaniem mikrofal oraz przewodową- PLC-PRIME (ang. Power Line Communications – Power Intelligent Metering Evolution). Termin technologia hybrydowa w sieci ostatniej mili jest traktowany dosłownie tzn. każdy węzeł sieci może być wyposażony w dwa interfejsy komunikacyjne. W pracy podano nie tylko powody, dla których proponowane rozwiązanie powinno znaleźć zastosowanie, ale również sposoby wykorzystania dotychczasowego doświadczenia i dorobku w badaniach i eksploatacji tych dwu różnych technik transmisji, rozważanych w niniejszym artykule. Oprócz korzyści ekonomicznych oraz możliwości wykorzystania technologii hybrydowej w innych obszarach sieci np. HAN (ang. Home Area Network) w pracy zwrócono szczególną uwagę na problemy QoS (ang. Quality of Service), które do tej pory nie były rozważane w sieciach tego typu. W celu wyjaśnienia niektórych problemów związanych z niezawodnością oraz jakością usług w pracy przedstawiono kilka przykładowych wyników pomiarów elektrycznych i transmisyjnych wykonanych w rzeczywistej sieci telemetrycznej, wyposażonej między innymi w najnowocześniejsze interfejsy PLC PRIME.

Słowa kluczowe

EN

PRIME; PLC-PRIME; smart metering; Last-mile Solutions; HAN; NAN; smart grid; Wireless Automatic Meter Reading

PL

PRIME; PLC-PRIME; pomiar inteligentny; sieć ostatniej mili; sieć inteligentna; smart grid

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 1
• Strony: 127--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Kiedrowski P.

• Telecommunication Institute of University of Technology and Life Science Bydgoszcz

autor

Boryna B.

• JM-TRONIC Sp. z o.o. Warszawa

autor

Marciniak T.

• Telecommunication Institute of University of Technology and Life Science Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] Al-Karaki A.N., Kamal A.E.: Routing techniques in wireless sensor networks: a survey. IEEE Wireless Communication, Dec. 2004, (2004), 6 – 28.
• [2] Boryna B., Dubalski B., Kiedrowski P. and Zabłudowski A.: Image Processing and Communications Challenges 2 (ed. R. S. Choras), Errors Nature in Indoors Low Power 433 MHz Wireless Network. Springer Verlag, Advances in Intelligent and Soft Computing 84, (2010) 373-378.
• [3] Chen Y., Hwang J.K., and Wu S.M.: Concentrator for Broadband Energy Information Network. IEEE Trans. on Consumer Electronics, vol. 49, no. 4, (2003), 1054-1060.
• [4] Drechny M., Bieliński K. S.: Koncepcja zintegrowanego systemu akwizycji danych o obiektach na terenie kompleksu dydaktycznego UTP. Rynek Energii, nr 4, (2010), 98-102.
• [5] EN 50065-1: Signalling on low-voltage electrical installations in the frequency range 3 kHz to 148,5 kHz - Part 1: General requirements, frequency bands and electromagnetic disturbances (2011).
• [6] EN 61000-6-3: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-3: Generic standards - Emission standard for residential, commercial and light-industrial environments (2007).
• [7] Fang X., Misra S, Xue G.,and Yang D.: Smart Grid – The New and Improved Power Grid: A Survey. IEEE Comm. Surveys & Tutorials, vol. 14, no. 4, (2012), 1-37.
• [8] Güngör V.C., Sahin D., Kocak T., Ergüt S., Buccella C., Cecati C., and Hancke G.P.: Smart Grid Technologies: Communication Technologies and Standards, IEEE Trans. Ind. Informatics., vol. 7, no. 4, (2011), 526-539.
• [9] Holden, T.; Yazdani, J.: Hybrid Security For Hybrid Vehicles Exploring Smart Grid Technology, Powerline And Wireless Communication, 2nd IEEE PES International Conference and Exhibition on Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Europe), (2011), 1-5.
• [10] IEEE Standards Association: IEEE Guide for Smart Grid Interoperability of Energy Technology and Information Technology Operation with the Electric Power System (EPS),End-Use Applications, and Loads. The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., Published 10 September 2011. Printed in the USA, (2011), 126 pages.
• [11] Kuhn, M.; Wittneben, A. : PLC enhanced wireless access networks: a link level capacity consideration. IEEE 55th Conference on Vehicular Technology 2002. VTC Spring 2002., vol.1, (2002), 125-129
• [12] PRIME Alliance TWG: Draft Specification for PowerLine Intelligent Metering Evolution. PRIME ALLIANCE (2010), 256 pages.
• [13] Marciniak T., Marciniak B., Lutowski Z.: Zarządzanie Energią i Teleinformatyka ZET 2012 Materiały i Studia (ed. H. Kaproń), Monitorowanie zużycia energii elektrycznej w sieciach teleinformatycznych wykorzystujących protokół IPv6, Wydawnictwo Kaprint (2012), 107-116.