Smart Grid Communications: Overview of Research Challenges, Solutions, and Standardization Activities
未来智能能源网络（或智能电网）中的能耗优化将基于发电、输电、配电和负荷中各种电网元件之间的电网集成近实时通信。本文讨论了智能电网和智能计量领域通信研究的一些挑战和机遇。特别是，我们专注于实现可互操作和面向未来的智能电网/计量网络，智能电网安全和隐私的一些关键通信挑战，以及如何将现有的一些网络技术应用于能源管理。最后，我们还讨论了在欧洲协调标准化的努力，以协调通信标准和协议。
2011-12-15 cs.DC cs.NI
SmartDet: Context-Aware Dynamic Control of Edge Task Offloading for Mobile Object Detection
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Northeastern University（东北大学）
移动设备越来越依赖于通过深度神经网络（DNN）的目标检测（OD）来执行关键任务。由于其高度复杂性，这些DNN的执行需要过多的时间和精力。低复杂度的对象跟踪（OT）可以与OD一起使用，其中后者被周期性地应用以生成用于跟踪的“新鲜”参考。然而，用OD处理的帧引起大的延迟，这可能使参考过时并降低跟踪质量。在本文中，我们提出在此上下文中使用边缘计算，并且建立对大OD延迟有弹性的并行OT（在移动终端处）和OD（在边缘服务器处）过程。我们提出了Katch-Up，一种新的跟踪机制，提高了系统的弹性过度OD延迟。然而，虽然Katch-Up显著地提高了性能，但是它也增加了移动终端的计算负载。因此，我们设计了SmartDet，这是一种基于深度强化学习（DRL）的低复杂度控制器，可以学习控制资源利用率和OD性能之间的权衡。SmartDet将与当前视频内容和当前网络条件相关的上下文相关信息作为输入，以优化OD卸载的频率和类型以及Katch-Up利用率。我们广泛评估SmartDet的真实世界的测试平台组成的JetSon纳米作为移动终端和GTX 980 Ti作为边缘服务器，通过Wi-Fi链路连接。实验结果表明，SmartDet在跟踪性能-平均召回率（mAR）和资源利用率之间达到了最佳平衡。相对于具有完全Katch-Up使用和最大信道使用的基线，我们仍然将mAR增加4%，同时使用与Katch-Up相关联的50%…
2022-01-11 cs.CV cs.DC cs.LG
Smart-Edge-CoCaCo: AI-Enabled Smart Edge with Joint Computation, Caching, and Communication in Heterogeneous IoT
移动通信技术、硬件、分布式计算、人工智能（AI）技术的发展，推动了边缘计算在异构物联网（IoT）领域的应用。以克服传统云计算模式在大数据时代的缺陷。在本文中，我们首先提出了一种新的具有异构物联网架构的AI智能边缘，该架构结合了边缘计算，缓存和通信。然后，我们提出了Smart-Edge-CoCaCo算法。为了最小化总延迟并确定计算卸载决策，Smart-Edge-CoCaCo使用无线通信模型，边缘云中的协同过滤器缓存模型和计算卸载模型的联合优化。最后，我们建立了一个情感交互测试床，在真实环境中进行计算延迟实验。实验结果表明，随着计算任务数据量和并发用户数的增加，Smart-Edge-CoCaCo算法的计算延迟低于传统云计算模型。
2019-01-08 cs.NI
Distributed Demand Response and User Adaptation in Smart Grids
提出了一种分布式智能电网需求响应和用户自适应框架。特别是，我们借用拥塞定价的概念，在互联网流量控制和定价信息是非常有用的，以调节用户的需求，从而平衡网络负载。用户偏好被建模为一个愿意支付参数，可以被看作是一个指标的差异服务质量。分析和仿真结果表明，该算法的动态和收敛行为。
2010-07-30 cs.DC cs.NI
Energy-Efficient Computation Offloading in MobileEdge Computing Systems with Uncertainties
计算卸载对于移动边缘计算（MEC）是必不可少的。它使用边缘资源来实现密集计算，并为资源受限的设备节省能源。现有的工程通常对无线电信道和网络队列大小施加强有力的假设。然而，实际的MEC系统受到各种不确定性的影响，使得这些假设不切实际。在本文中，我们研究的能量有效的计算卸载问题，放松这些常见的假设，并考虑在网络中的内在不确定性。具体来说，我们最大限度地减少本地设备的最坏情况下预期的能源消耗时，执行时间关键型应用程序建模为有向无环图。利用极值理论对不确定性事件的发生概率进行约束。为了解决这个问题，我们提出了一个基于列生成的$ε$有界近似算法。该算法可以有效地识别出小于最优解的（1+ $ε$）的可行解。我们在Android智能手机上实现了所提出的方案，并使用真实世界的应用程序进行了广泛的实验。实验结果证实，它将导致更低的能耗为客户端设备，通过考虑内在的不确定性，在计算卸载。所提出的计算卸载方案在节能方面也显著优于其他方案。
2022-01-25 cs.DC cs.NI
Computation Offloading at Field Level: Motivation and Break-Even Point Calculation
智能制造的目标是创建高度灵活和资源优化的工业工厂。此外，提高产品质量是另一个重要目标。这些要求涉及更复杂的控制算法。处理这些算法可能超过资源受限设备（诸如可编程逻辑控制器（PLC））的能力。在这种情况下，计算卸载的必要性。由于工业工厂目前的设计生命周期超过十年，在现实的智能制造场景中，必须考虑这些设备。因此，我们调查复杂的算法对传统PLC的影响，通过模拟它们与负载发生器。此外，我们提出了一个现实的工厂场景，包括有线和无线通信系统的基准。因此，它们的往返时间（RTT）是在网络上有和没有附加负载的情况下测量的。借助这些调查，盈亏平衡点的应用程序的计算卸载的西门子S7系列的两个典型的PLC可以计算。
2021-06-08 cs.NI eess.SP
Delay-aware and Energy-Efficient Computation Offloading in Mobile Edge Computing Using Deep Reinforcement Learning
物联网（IoT）被认为是各种有前景的应用的使能平台，例如智能交通和智能城市，其中大量设备互连以进行数据汇集和处理。这些物联网应用对存储和计算能力提出了很高的要求，而物联网设备通常是资源受限的。作为一种潜在的解决方案，移动边缘计算（MEC）在物联网设备附近部署云资源，以便在本地更好地满足其请求。在这项工作中，我们研究了具有多个边缘服务器的动态MEC系统中的计算卸载，其中具有各种要求的计算任务由IoT设备动态生成并在时变操作环境中卸载到MEC服务器（例如，信道条件随时间改变）。这项工作的目标是最大限度地在各自的截止日期前完成任务，并尽量减少能源消耗。为此，我们提出了一种端到端的深度强化学习（DRL）方法来选择最佳的边缘服务器进行卸载，并分配最佳的计算资源，以使预期的长期效用最大化。仿真结果表明，该方法优于现有的方法。
2021-03-13 cs.NI
Wireless Communications and Networking Technologies for Smart Grid: Paradigms and Challenges
智能电网被认为是下一代电网，它利用电力和信息的双向流动来创建一个广泛分布的自动化能源输送网络。在这项工作中，我们提出了我们对智能电网的无线通信和网络技术的角度来看。提出了未来智能电网中四种典型场景的无线通信和组网模式，并指出了智能电网中无线通信和组网技术的研究挑战
2011-12-06 cs.NI
Deep Reinforcement Learning for Task Offloading in UAV-Aided Smart Farm Networks
University of Ottawa（渥太华大学）；Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
第五代和第六代无线通信网络使物联网设备、无人机（UAV）和人工智能等工具能够使用设备网络自动监测农田来改善农业景观。测量大面积需要在特定时间段内执行大量图像分类任务，以防止在发生火灾或洪水等事件时损坏农场。UAV具有有限的能量和计算能力，并且可能不能够在本地并且在适当的时间量内执行所有的密集的图像分类任务。因此，假设UAV能够将其工作负载部分地卸载到附近的多路访问边缘计算设备。无人机需要一个决策算法来决定在哪里执行任务，同时还要考虑网络中其他无人机的时间限制和能量水平。在本文中，我们引入了一种深度Q学习（DQL）方法来解决这个多目标问题。将该方法与Q-Learning和三种启发式基线进行了比较，仿真结果表明，我们提出的基于DQL的方法在无人机的剩余电池电量和最后期限违规百分比方面取得了相当的结果。此外，我们的方法能够比Q-Learning快13倍地达到收敛。
2022-09-15 cs.AI cs.NI
FoggyEdge: An Information Centric Computation Offloading and Management Framework for Edge-based Vehicular Fog Computing
本文提出基于命名数据网络和微服务的四层 FoggyEdge 框架，融合车辆雾计算与路侧边缘计算，以降低车联网服务时延和卸载传输成本，并通过 SUMO 实验验证其有效性。
2023-04-20 cs.NI
IoT service slicing and task offloading for edge computing
随着物联网技术的进步，智能工厂、智能城市和智能汽车等各个领域都在使用物联网提供增值服务。此外，MEC和网络切片等技术为物联网提供了另一个机会，可以支持以前无法支持的更先进和实时的服务。然而，将这些技术简单地集成到物联网中并没有充分利用MEC和网络切片，或者分别减少延迟和流量优先级。因此，迫切需要一种有效的物联网平台集成机制，以最大限度地发挥使用此类技术的优势。在本文中，我们介绍了一种新颖的架构框架，该框架能够以最少的功能虚拟化物联网平台，以支持特定的物联网服务，并在靠近最终用户的边缘节点上托管实例。由于实例在MEC节点和网络切片所在的边缘节点处提供其服务，因此最终用户的流量不需要遍历回到云。这种架构不仅保证了低延迟，还保证了边缘节点处物联网服务的有效管理。为了证明所提出的架构的可行性，我们通过比较在中央云上运行的物联网服务和在边缘网关中使用切片物联网功能的物联网服务的传输时间来进行实验评估。结果表明，所提出的架构提供的传输时间比传统的基于云的物联网平台快两倍。
2020-08-24 cs.NI
Grid Information Security Functional Requirement - Fulfilling Information Security of a Smart Grid System
本文介绍了智能信息基础设施的背景和智能电网信息安全的需求。通过解释学循环和信息安全功能需求识别的应用，对该方法进行了概念分析。电网市场的信息安全涵盖的事项包括自动化和通信行业，这些行业影响电力系统的运行和管理电力系统的公用事业的运作，并且其对该信息基础设施的认识对于电力系统的可靠性已经变得至关重要。社区受益于成本节约、灵活性和部署以及无线通信的建立。然而，人们担心的是对智能电表和相关通信硬件等易于访问的设备的安全保护。另一方面，传统电网与智能电网组网趋势的变化点以及信息安全在通信领域的重要性，反映了电网信息安全功能需求识别的重要性。本文的目标是识别功能需求，并将其重要性与智能电网信息安全的消费者需求联系起来。漏洞可能会使攻击者有可能渗透网络，取得进展以控制软件，改变它以加载以不可预测的方式破坏网格稳定的条件。专注于电网信息安全功能需求是在发展消费者的信任和满足智能电网的完整性。
2011-08-01 cs.NI
Evolving Optical Networks for Latency-Sensitive Smart-Grid Communications via Optical Time Slice Switching (OTSS) Technologies
在本文中，我们提出了一种新的OTSS辅助光网络架构的智能电网通信网络，它具有独特的要求，低延迟连接。实验结果表明，OTSS在延迟和阻塞概率方面比传统的灵活网格光网络有更好的性能。
2017-09-05 cs.NI
Rethinking the Contention Resolution Mechanism in WiMAX Networks using Lattice Correlators for Improved Smart Grid Communication Performance
通过使用符合IEC 61850在跟踪驱动的WiMAX模拟智能电网应用的实验测量，我们表明，WiMAX MAC协议的效率作为站点数量的函数下降。为了避免这一缺点，我们提出并分析了一种新的WiMAX MAC协议的智能电网应用，它使用格型调制器，以提高吞吐量延迟性能显着。对于所考虑的配置，所获得的最大吞吐量的建议MAC协议优于目前的WiMAX MAC协议高达41%。
2014-09-06 cs.NI
A Fog-based Architecture and Programming Model for IoT Applications in the Smart Grid
智能电网利用许多物联网（IoT）应用来支持其智能电网监测和控制。物联网应用的要求因智能电网中的不同任务而异。在本文中，我们提出了一种新的计算范式，提供位置感知，延迟敏感的监测和智能控制物联网应用在智能电网。特别是，一个新的基于雾的架构和编程模型的设计。雾计算将计算扩展到网络边缘，与物联网应用完美匹配。然而，现有的方案很难满足智能电网中雾计算节点之间的分布式协调。在该模型中，我们引入了一个新的分布式雾计算协调器，它周期性地收集雾计算节点的信息，例如，此外，雾计算协调器还管理作业，以便所有计算节点可以在复杂任务上进行协作。此外，我们还构建了一个智能电动汽车服务的工作原型来评估所提出的模型。实验结果也表明，我们提出的模型超过了传统的雾计算方案的物联网应用在智能电网。
2018-04-04 cs.NI
Distribution Grid Monitoring Based on Widely Available Smart Plugs
针对配电网监测设备不足的问题，本文提出利用广泛可用的智能插座采集、聚合并存储测量数据，案例研究表明增加设备可降低平均监测误差，为 DSO 提供有价值的电网状态信息。
2024-04-03 cs.NI
Modelling Chinese Smart Grid: A Stochastic Model Checking Case Study
信息-物理系统将信息和通信技术功能与系统的物理要素结合起来，用于监测和控制目的。传统电网向智能电网的转换是网络物理系统的一个基本例子，它提出了许多需要新方法和新应用的问题。在这方面，一个重要的问题是验证系统的某些定量特性。在本技术报告中，我们考虑了一个具体的中国智能电网实施，并试图解决某些定量属性的验证问题，包括性能和电池消耗。我们采用随机模型检验的方法，并提出我们的建模和分析研究使用PRISM模型检查。
2012-05-30 cs.NI
Secure and Energy Efficient Remote Monitoring Technique (SERMT) for Smart Grid
对电网等关键基础设施的监控和自动化是在高效、安全的通信网络的支持下即兴完成的。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）具有低成本、低功耗、动态特性、高精度和可扩展性等优点，成为智能电网信息通信技术（ICT）系统的理想选择。然而，无线传感器网络的能量效率和安全性在很大程度上取决于网络设计和路由方案。本文提出了一种基于无线传感器网络的安全节能远程监测技术（SERMT），并给出了智能电网系统中基于无线传感器网络的ICT网络模型，用于对电网的发输电部分进行全面监测。在网络攻击期间，通过NS 2测试了为IEEE 118总线系统的智能电网设计的与安全路由技术相耦合的所提出的网络模型的性能，并且仿真结果表明，它在丢包数和吞吐量方面优于现有的智能电网监控方法，如Lo-ADI [1]。
2020-05-27 cs.NI
Blockchain for Future Smart Grid: A Comprehensive Survey
智能电网的概念已被引入作为传统电网的新愿景，以找出整合绿色和可再生能源技术的有效方法。互联网智能电网，也称为能源互联网，也正在成为一种创新的方法，以确保随时随地的能源。这些发展的最终目标是建立一个可持续发展的社会。然而，集成和协调大量不断增长的连接对于传统的集中式网格系统来说是一个具有挑战性的问题。因此，智能电网正在经历从集中式拓扑结构向分散式拓扑结构的转变。另一方面，区块链具有一些优秀的特性，使其成为智能电网范例的一个有前途的应用。在本文中，我们的目的是提供一个全面的调查区块链在智能电网中的应用。因此，我们确定了可以通过区块链解决的智能电网场景的重大安全挑战。然后，我们提出了一些基于区块链的最新研究工作，这些研究工作在不同的文献中提出，以解决智能电网领域的安全问题。并总结了近年来出现的几个相关的实际项目、试验和产品。最后，我们讨论了将区块链应用于智能电网安全问题的基本研究挑战和未来方向。
2020-05-13 cs.CR cs.DC cs.NI
Transient Performance Modelling of 5G Slicing with Mixed Numerologies for Smart Grid Traffic
由第五代（5G）系统实现的网络切片具有满足来自不同垂直行业的多样化服务需求的潜力。智能配电网作为一个典型的垂直行业，对通信网络提出了新的挑战。本文研究了具有异构流量的5G无线电接入网络中智能电网应用的网络切片行为。为了促进这种网络中的网络切片，我们针对具有不同无线电资源和服务质量要求的两个业务类别采用不同的5G无线电接入参数集。三个多维马尔可夫模型的开发，以评估网络切片的瞬时性能的资源分配与流量优先级。通过分析和仿真，我们研究了智能电网保护和控制流量对其他类型的并行流量会话以及无线电资源利用率的影响。
2021-11-05 cs.NI
The Enhancement of Communication Technologies and Networks for Smart Grid Applications
目前的电网可能是20世纪最伟大的工程成就。然而，它越来越过时和负担过重，导致代价高昂的停电和烧毁。出于这个原因和其他各种原因，正在进行改造工作，使目前的电网更加智能。可靠、通用和安全的通信基础设施是未来智能电网实施和部署的必要条件。一个特别的兴趣是给高效和强大的网络架构的设计，能够管理下一代电网的操作和控制。为此，除了以前用于帮助升级当前电网的技术之外，新的有线和无线技术正在出现。在本文中，我们将给出一个智能电网参考模型的概述，和智能电网的可用网络的全面调查和智能电网通信基础设施的有线和无线通信技术的进展的关键审查。并提出了智能电网应用中的家庭局域网（HAN）、邻居局域网（NANS）和广域网（WAN）的端到端通信架构。我们相信，这项工作将提供赞赏的见解，为新手谁愿意遵循相关的研究在SG域。
2014-03-03 cs.CY cs.NI
From Co- Toward Multi-Simulation of Smart Grids based on HLA and FMI Standards
在这篇文章中，提出了一个多仿真模型来衡量所有的智能电网的角度定义在IEEE P2030标准的性能。作为初步实现，一种新的信息技术（IT）和通信多模拟器的开发遵循高层体系结构（HLA）。为了说明这样的多模拟器的有用性，一个配电网操作应用的案例研究，提出了使用现实世界的拓扑结构配置与现实的通信流量的基础上IEC 61850。多模拟器允许在通信延迟和系统可靠性方面量化当长期演进（LTE）网络故障发生时基于数字移动无线电（DMR）在低容量无线链路上聚合所有业务的影响。案例研究表明，这样的多模拟器可用于实验新的智能电网机制，并验证其影响的所有智能电网的观点，以自动化的方式。更重要的是，多重仿真可以在修改/升级智能电网之前防止问题，从而潜在地降低公用事业成本。
2014-12-17 cs.NI
Ensuring a Secure and Resilient Smart Grid: Cyber-Attacks and Countermeasures
本文综述了智能电网安全的最新进展。它侧重于对网络攻击所产生的威胁，脆弱性和后果方面的风险的深刻理解。
2015-03-01 cs.CR cs.NI
Smart Grid: Cyber Attacks, Critical Defense Approaches, and Digital Twin
本文综述智能电网面临的网络攻击、关键防御方法及数字孪生技术，旨在打破领域知识壁垒，为基于数字孪生的智能电网安全设计提供指导。
2025-07-07 cs.CR cs.NI
A Survey of Home Energy Management Systems in Future Smart Grid Communications
在本文中，我们提出了一个系统的审查各种家庭能源管理（HEM）计划。家庭能源管理计划的就业将使用电更智能，更有效。HEM的优点包括，增加消费者和公用事业的储蓄，降低峰均比（PAR）和峰值需求。在智能网格技术有众多应用的地方，家庭能源管理可能是最重要的一个要解决的问题。全球各地的公用事业公司已采取各种措施，以有效地消耗电力。针对智能电网提出了实时电价、分时电价、倾斜阻塞率、临界峰值电价等新的电价方案。分布式能源（DER）（本地发电）和/或家用电器协调以及不同的关税计划导致电力的有效消费。这项工作还讨论了HEM系统的一般架构和在智能电网中实现这种架构的各种挑战。
2013-07-26 cs.NI
Intent-based Network Management and Orchestration for Smart Distribution Grids
5G技术为智能配电网等不同垂直行业的通信服务提供了补充。自动化是配电网运行管理的重要组成部分。本文提出了一种框架，通过该框架，智能配电网可以使用5G网络切片和基于意图的网络（IBN）来获得面向服务的通信服务。IBN为服务用户和网络利益相关者提供了一个接口，以便以网络不可知的方式通过服务供应的高级抽象模型进行合作。通过使用IBN的动态和闭环机制以及用于网络管理和编排的网络切片和网络功能虚拟化来促进配电网的自动化和适应性。我们确定了配电网的自动化部分，并说明了意图处理及其包含在网络切片实例，服务和网络配置模型的定义中。
2021-05-12 cs.NI
Home Energy Management in Smart Grid
为了使家用电器在能源使用方面更有效，已经进行了大量的研究。为了控制电力需求和供应，已经设计和实现了各种技术。本文综述了灵巧家庭的各种能源管理技术，旨在减少能源消耗和最大限度地减少能源浪费。阐述了灵巧家庭的概念，并对现有的能源管理方法进行了回顾。
2013-11-21 cs.NI
Comments on "CRB-RPL: A Receiver-based Routing Protocol for Communications in Cognitive Radio Enabled Smart Grid"
Yang等人最近的一篇论文[1]提出CRB-RPL作为一种新的基于RPL的路由协议，用于认知无线电（CR）启用的智能电网中的通信。本质上，CRB-RPL采用CRB-MAC的操作，CRB-MAC是用于认知机器对机器（M2M）通信的介质访问控制（MAC）协议，并将其描述为网络层增强。CRB-RPL在协议操作和分析方面存在许多技术缺陷。本文的主要目的是突出CRB-RPL的这些技术缺陷，并提供分析建模的校正。
2017-03-22 cs.NI
A Security Plan for Smart Grid Systems Based On AGC4ISR
本文提出了一种基于自主网格计算体系结构AGC4ISR的智能网格系统安全方案。智能电网结合了分布式计算和通信的许多优点，可以提供实时信息，并在设备级实现近乎瞬时的供需平衡。AGC4ISR体系结构由自主网格计算和C4ISR（Command，Control，Communications，Computers and Intelligence，Surveillance，& Reconnaissance）体系结构组成。在本文中，我们将提出一个解决方案的安全计划，将考虑加密，入侵检测，密钥管理和网络安全的智能电网的细节。本文在C4ISR中对数据包采用加密技术，在智能电网中对数据包的发送和接收采用密钥管理，这是智能网络防止数据包丢失的必要条件。
2014-01-24 cs.CR cs.NI
Performance Evaluation of Communication Technologies and Network Structure for Smart Grid Applications
设计一个支持智能电网应用的有效可靠的通信网络需要选择合适的通信技术和协议。本文的目的是研究和量化的能力，先进的计量基础设施（AMI），以支持主要的智能电网功能的同时运行。这些包括智能计量、价格诱导控制、配电自动化、需求响应和电动汽车充电/放电应用（吞吐量和延迟）。OPNET用于模拟选定的通信技术和协议的性能。研究结果表明，智能电网应用程序可以通过搭载现有的AMI基础设施同时运行，并仍然达到其延迟要求。
2019-01-31 cs.IT cs.NI math.IT
M2M Communications for E-Health and Smart Grid: An Industry and Standard Perspective
概述了机器对机器（M2M）通信的几个标准化活动，分析了一些使能技术和M2M在智能电网和电子健康等行业领域的应用。从工业和标准化的角度对M2M正在进行的工作进行的总结和概述补充了该领域迄今为止此类出版物的流行学术观点。
2013-06-14 cs.CY cs.NI
On Coordination of Smart Grid and Cooperative Cloud Providers
云联盟形式的合作云提供商可以通过利用不同地点的电价波动来降低能源成本。在这种环境下，一方面，电价对所形成的联盟具有显著影响，从而对云提供商所赚取的利润具有显著影响，另一方面，云合作对智能电网的性能具有不可避免的影响。在这方面，独立的云提供商和智能电网之间的相互作用建模为一个两阶段的Stackelberg游戏交织在本文中的联盟游戏。在这个博弈中，在第一阶段，作为领导者的智能电网选择一个合适的电价机制，以最大化自己的利润。在第二阶段，云计算提供商合作管理他们的工作负载，以最大限度地降低电力成本。考虑到云提供商在联盟形成过程中的动态性，智能电网采用了一种基于约束马尔可夫决策过程（CMDP）的优化模型来实现最优策略。数值结果表明，与非合作方案相比，该解决方案分别为智能电网和云提供商带来了约28%和29%的利润改善
2020-03-30 cs.GT cs.NI
Digital Twinning in Smart Grid Networks: Interplay, Resource Allocation and Use Cases
本文探讨数字孪生技术在智能电网网络中的应用，提出通过实时监控、精确建模和高效无线电资源分配来优化拥塞资源并支持服务恢复，同时指出了实时通信、互操作性和安全等未来挑战。
2023-06-26 cs.NI eess.SP
Throughput Optimal Uplink Scheduling in Heterogeneous PLC and LTE Communication for Delay Aware Smart Grid Applications
智能电网是集先进的电力设备、通信技术和控制技术于一体的能源网络。它可以同时在电网的所有组件之间传输双向电力和数据。现有的智能电网通信技术包括电力线载波通信、工业以太网、无源光网络和无线通信等，各有优势。由于智能电网应用场景复杂、采样点多、传输可靠性要求高，单一的通信方式已不能完全满足智能电网的通信需求，需要采用异构的通信方式。此外，随着蜂窝技术的发展，基于长期演进（LTE）的标准已被确定为能够满足智能电网中的各种操作的严格要求的有前途的技术。分析了PLC和LTE通信的优缺点，设计了一种智能电网中PLC和LTE通信上行异构通信的网络框架。在此基础上，根据系统时延和可靠性的要求，提出了一种吞吐量最优的采样数据上行调度传输方法。然后，利用公式推导，从理论上证明了调度系统的稳定性和可解性。仿真结果表明，在满足时延要求的情况下，该框架能够优化分配无线通信资源，最大化上行传输系统的吞吐量。关键词：智能电网，异构通信，优化吞吐量。
2020-11-19 cs.NI cs.SY eess.SY
Enabling a Zero Trust Architecture in a 5G-enabled Smart Grid
物联网最有前途的应用之一是智能电网（SG）。将SG的数据通信网络集成到电网中，可以收集和分析来自电力线路、配电站和最终用户的信息。智能电网（SG）需要快速可靠的连接，以通过物联网提供实时监控。因此，5G可以被视为升级现有电网系统的催化剂。尽管如此，5G中无处不在的连接的广泛采用带来了信息基础设施的额外攻击面，智能电网中的典型信息安全系统无法迅速响应。因此，要在充满威胁、不断变化的环境中保证网络的隐私和安全，需要突破性的架构，这些架构要远远超出传统静态安全措施的限制。以“持续身份认证和动态访问控制”为基础，分析了物联网电力系统特有的零信任（ZT）架构，并利用ZT架构设计了一种安全防护架构。
2022-10-21 cs.CR cs.CY cs.NI
For the Grid and Through the Grid: The Role of Power Line Communications in the Smart Grid
ASSIA, Inc.（ASSIA公司）；Panasonic Corporation（松下公司）；University of California at Davis（加州大学戴维斯分校）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文通过综述PLC技术发展、智能电网应用场景及信道建模，论证PLC在智能电网中的适用性，并强调电网作为信息源与传输系统的双重角色。
2011-01-12 cs.IT cs.NI cs.SY
Graph-based Model of Smart Grid Architectures
信息和通信技术在智能电网中的日益广泛使用同样增加了危及电力供应安全的故障风险，例如，由于通信配置中的错误、错误的控制算法或网络攻击。联合仿真可以用来研究这种影响，但需要在集成的智能电网基础设施模型中对能源、通信和信息领域进行精确建模。鉴于智能电网场景的复杂性和缺乏详细的公开可用的通信网络模型，需要一种自动化和系统化的方法来创建这种耦合模型。在本文中，我们提出了一种方法来自动生成智能电网基础设施模型的基础上，任意的配电网模型，使用通用的建筑模板。我们展示了我们的方法的适用性和独特的功能，以及有关网络规划，协同仿真设置和特定领域的入侵检测系统的规范的例子。
2020-09-01 cs.CR cs.NI cs.SE
Game Theoretic Methods for the Smart Grid
未来的智能电网被设想为一个大规模的网络物理系统，包括先进的电力，通信，控制和计算技术。为了适应这些技术，它必须建立在坚实的数学工具之上，以确保这种异构和大规模的网络物理系统的有效和稳健的运作。在这种情况下，本文是一个概述的潜力，应用博弈论来解决相关的和及时的开放的问题，在三个新兴领域，涉及到智能电网：微电网系统，需求侧管理和通信。在每个领域，国家的最先进的贡献收集和系统的治疗，利用博弈论，一些最相关的问题，为未来的电力系统提供。未来的机会，采用博弈论的方法，从传统系统向智能和智能电网的过渡进行了讨论。简而言之，这篇文章提供了一个全面的帐户的博弈论在智能电网系统中的应用，这些系统集成了电力系统，网络，通信和控制组件的跨学科特性。
2012-02-02 cs.GT cs.IT cs.NI
Relaying Technologies for Smart Grid Communications
无线技术可以支持广泛的智能电网应用，包括高级计量基础设施（AMI）和需求响应（DR）。然而，当无线技术应用于智能电网时，存在许多艰巨的挑战，例如，无线覆盖和容量之间的折衷、通信的高可靠性要求以及有限的频谱资源。中继已成为解决这些问题的最有前途的候选解决方案之一。在这篇文章中，介绍了各种中继策略，以及如何提高频谱效率和覆盖范围的讨论，在基于中继的信息和通信技术（ICT）基础设施的智能电网应用。特别注意的是使用单向中继，协作波束成形，和双向中继策略。
2013-02-07 cs.IT cs.NI math.IT
Analyzing Cascading Failures in Smart Grids under Random and Targeted Attacks
我们将智能电网建模为复杂的相互依赖的网络，并首次研究了针对智能电网的攻击。智能电网由两个网络组成：电力网络和通信网络，通过边缘互连。在一个网络中发生故障（攻击）会触发另一个网络中的故障，并在整个网络中级联传播。这种级联故障可能导致网络中的任何一个（或两个）解体。早期的工程只考虑随机故障。在实际情况中，攻击者更有可能选择性地危害节点。我们研究了智能电网中的级联故障，攻击者有选择地以与其度成比例的概率损害节点;度高的节点以更高的概率受到损害。我们从数学上分析了网络在有针对性的攻击下的巨组件的大小，并将结果与随机攻击下的相应大小进行了比较。我们表明，网络瓦解更快的有针对性的攻击相比，随机攻击。对一小部分高度节点的有针对性的攻击会分解一个或两个网络，而这两个网络都包含对同一部分节点进行随机攻击的巨大组件。
2014-02-27 cs.DM cs.NI cs.SI
