스마트 그리드 환경에서 (x, y) 좌표값을 이용한 효율적인 주소 할당 방법

Abstract

스마트그리드는 기존의 전력망과 정보통신 기술을 융합하여 에너지 효율을 최적화할 수 있는 차세대 지능형 전력망이다. 현재까지 표준화 및 호환성에 대한 해결책이 진행 중인 가운데 스마트그리드 사업은 소비자에게는 전력요금의 실시간 확인을 통해 능동적인 전력소비를 유도하고, 공급자에게는 예상 발전량 측정을 통해 보다 안정적인 전력 시스템을 운용하도록 할 수 있다는 장점이 있다. 활발하게 스마트 산업이 발전함에 따라 AMI 시스템의 원격제어 시스템을 구현하기 위해서 무선 통신이 많이 고려되고 있으며 ZigBee 센서를 이용한 무선 통신을 다양한 분야에 적용하고 있다. 본 논문에서는 스마트그리드 환경에서 적용되고 있는 ZigBee 무선 통신 환경의 주소 지정 방식과 라우팅 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 새로운 좌표 값 알고리즘을 제안하였다. 기존 알고리즘을 이용한 분산 주소 할당 기법의 낭비되는 주소공간의 문제를 해결하기 위해 (x, y) 2개의 좌표축을 제안하여 16bit 주소공간을 분할하여 사용한다. 각 노드에서 라우팅 시 좌표 값을 이용하여 적은 비트별 연산이 수행되며 멀티 홉을 감소시킬 수 있다. 이에 대한 성능 분석으로 제안한 알고리즘은 수학적 분석 모델을 사용하였고 ZigBee 무선 통신 환경의 계층적 라우팅에서 사용하는 경로 벡터를 사용하여 센서 노드의 멀티 홉 카운트 결과를 도출하였다. 수학적 분석결과 ZigBee 분산 주소 할당 기법과 기존 알고리즘에 비해 평균 멀티 홉의 수가 감소함으로써 에너지 효율이 향상됨을 입증하였다. Smart Grid is the next-generation intelligent power grid that maximizes energy efficiency with the convergence of IT technologies and the existing power grid. Smart Grid is created solution for standardization and interoperability. Smart Grid industry enables consumers to check power rates in real time for active power consumption. It also enables suppliers to measure their expected power generation load, which stabilizes the operation of the power system. Smart industy was ecolved actively cause Wireless communication is being considered for AMI system and wireless communication using ZigBee sensor has been applied in various industly. In this paper, we proposed efficient addressing scheme for improving the performance of the routing algorithm using ZigBee in Smart Grid environment. A distributed address allocation scheme used an existing algorithm has wasted address space. Therefore proposing x, y coordinate axes from divide address space of 16 bit to solve this problem. Each node was reduced not only bitwise but also multi hop using the coordinate axes while routing than Cskip algorithm. I compared the performance between the standard and the proposed mechanism through the numerical analysis. Simulation verify performance about decrease averaging multi hop count that compare proposing algorithm and another. The numerical analysis results show that proposed algorithm reduce multi hop than ZigBee distributed address assignment and another.