بخشی از مقاله
چکیده
امروزه صنعت برق، نه تنها با فراهم کردن منابع جهت برآورده سازی انرژی مورد تقاضا صنایع مواجه هستند، بلکه از طرفی حداقل سازی و کاهش اثراتی که بشر بر روی محیط در ارتباط با تولید این انرژی دارد نیز یکی دیگر از موارد مورد توجه می باشد. شبکه های قدرت هوشمند راهحلی برای این چالش است که سود و بازدهی بسیار زیادی دارد. همچنین روش مهمی برای توسعه و رشد اقتصادی منابع انرژی تجدیدپذیر و نیز دست یافتن به تخصیص بهینه منابع و حفاظت محیط زیست می باشد. در این مقاله طرح جامعی از ساختار سیستم ارتباطی به هم پیوستهی شبکه توزیع هوشمند با سایر شبکه ها را پیشنهاد می دهیم که در ادامه خلاصه ای از ساختار و هسته اصلی این شبکه را بیان می کنیم.
شبکه هوشمند، ریزشبکه ها و مصرف کنندگان بزرگ صنعتی به واسطه ی شبکه ارتباطی انتقال داده گسترده - - WAN باهم ارتباط دارند و همچنین شبکه ارتباطی بین شبکه هوشمند و مصرف کنندگان خانگی و تجهیزات به واسطهی شبکه اینترنت برقرار است. سپس به نحوه پیاده سازی ارتباطات ایمن و بدون نقص می پردازیم و در ادامه تکنولوژی های جدید قابل استفاده در شبکه را مورد بررسی قرار می دهیم. از مهمترین نتایج حاصل از این سیستم می توان به مبادله ایمن تر اطلاعات، به اشتراک گذاشتن منابع و اطلاعات بهتر و سریع تر، افزایش قابلیت اطمینان، کنترل امن و حفاظت هوشمند شبکه قدرت اشاره کرد.
واژگان کلیدی: پروتکل های مخابراتی، سیستم های ارتباطی ، شبکه توزیع هوشمند
مقدمه
با گسترش قابل توجه وحرکت روز افزون در صنایع دیجیتالی پیشرفت های قابل توجهی همچون نگهداری، ذخیره سازی و انتشار امواج ، عمیق تر شدن اقتصاد دیجیتالی و غیره حاصل گردیده که برای شبکه قدرت سنتی بسیار مشکل است تا بتواند احتیاجات آینده را برآورده کند و عملکرد رضایت بخشی را داشته باشد، از این رو لزوم ساختار قوی ارتباطی در شبکه هوشمند برق قابل درک است. شبکه هوشمند یک نوع از شبکه است که می تواند به هدف تشکیلش برای ایمنی بیشتر ، قابلیت اطمینان ، سازگاری با محیط، اقتصادی بودن و رسیدن به سیستم قدرت کارا توسط معرفی پیشرفته و جامع تکنولوژی ارتباطات ، کنترل و حفاظت برسد - NETL, 2007 - ، . - WorkGroup, 2007 - شبکه هوشمند به عنوان شبکه هوشمند نیرومند نیز معرفی می شود.
لغت " نیرومند " یعنی اینکه شبکه باید یک دامنه وسیع از منابع توزیع انرژی منطقی را درک کند و ایمنی و پیشرفت منابع قدرت را تامین کند . در ضمن ، لغت " هوشمند " به اطلاعاتی بودن ، دیجیتالی بودن، اتوماسیون و فعل و انفعال شبکه قدرت مبتنی بر شبکه هوشمند نیرومند اشاره می کند - Xin et al, 2009 - ، . - Jiandong, 2014 - اما برای درک یک چنین شبکه قدرت هوشمند و نیرومندی باید یک سیستم ارتباطی بزرگ، بدون اشکال و قابل اطمینان میان شبکه هوشمند وسایر شبکه ها محقق شود. در این مقاله قصد داریم به ارائه طرح جامعی از سیستم ارتباطی به هم پیوسته میان شبکه هوشمند و سایر شبکه ها، همچنین معرفی هر نوع سیستم ارتباطی مرتبط با شبکه هوشمند و برخی روشها برای درک ارتباطات بدون نقص و ایمن شبکه و سرانجام برخی از تکنولوژی های ارتباطات جدید در دسترس بپردازیم.
ساختار سیستم ارتباطی به هم پیوستهی شبکه هوشمند با سایر شبکه ها
براساس مشخصات و احتیاجات شبکه های هوشمند، سیستم ارتباطی به هم پیوسته آن باید قادر به پوشش تمام انواع نیروگاه های برق ، سطوح مختلف شبکه های قدرت و شرکت های تامین کننده برق ، نمونه های مختلف ریزشبکه ها ، اکثریت کاربران برق ، کاربران صنعتی بزرگ و صنایع وابسته سیستم قدرت باشد. این امر می تواند به اهداف تعامل دو جهته، داده های قابل اطمینان و مبادله اطلاعات نایل شود. ساختارسیستم ارتباطی به هم پیوسته در بین شبکه هوشمند و سایر شبکه ها در شکل 1 نشان داده شده است.مصرف کنندگان بزرگ برق به سیستم ارتباطی شبکه هوشمند برق توسط شبکه انتقال داده گسترده - WAN - متصل هستند ؛ در حالی که سیستم ارتباطی تجهیزات ، اطلاعات را به شبکه هوشمند از طریق اینترنت مبادله می کند.
سیستم ارتباطی ریز شبکه باید بتواند با انواع متنوعی از لوازم برقی هوشمند - - IED درون شبکه لینک شود، همچنین باید تمام سیستم های ارتباطی واسط مانند پروتکل های مخابراتی استاندارد را پشتیبانی کند - Std IEC60870-5-1 - ، - Std IEC60870-5-2 - ، . - Std IEC60870-5-3 - از طرفی اگر به شبکه محلی - - LAN ریزشبکه متصل شویم، که خود ریزشبکه توسط ارتباط شبکه انتقال داده گسترده - WAN - که با سیستم ارتباطی شبکه هوشمند به هم پیوسته است، متصل شده است، می توان ارتباط کنترل از راه دور بین سیستم ارتباطی شبکه هوشمند و آن ریزشبکه را درک کرد. سیستم ارتباطی مصرف کنندگان بزرگ برق معمولا به شبکه محلی - - LAN متصل است. این اساسا برای انتقال داده الکتریکی که در شبکه قدرت جمع آوری شده، پاسخگو است. باید توجه داشت ارتباط آن مانند ریزشبکه ها از طریق پروتکل های مخابراتی انجام شده است.
اینترنت کارایی هایی دارد که افراد سراسر دنیا را به یکدیگرل وصل می کند، اما اگرتکنولوژی هایی مانند بازشناسی با امواج رادیویی - RFID - و سیستم کد کننده الکترونیکی - EPC - به اینترنت افزوده شوند، در تمام بخش ها می توانند اثرگذار باشند و به عنوان یک هدف یک شبکه اینترنت فیزیکی جهانی درباره تجهیزات شکل می گیرد - Chao and . - Huaming, 2007 اینترنت کامل تجهیزات باید شامل قسمت های از قبیل سیستم میان افزار؛ اینترنت؛ سرویس نام گذاری تجهیزات - - ONS و سیستم بازنشانی با امواج رادیویی - RFID - و سیستم کد کننده الکترونیکی - EPC - باشد. باید توجه داشت کد شناسایی منحصر به فرد است. معمولا کد EPC ذخیره شده در نوار RFID برای هدف شناسایی ضمیمه شده است. دستگاه خواننده نوار، RFID را از طریق ارسال موج الکترومغناطیسی و دریافت موج
