스마트 그리드란 기존의 전력망에 정보기술을 융합하여 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력망을 구성하는 기술의 하나이다. 본 논문에서는 스마트그리드를 효과적으로 구축하기 위하여 기존 홈 네트워크와 연동되고 효율적인 관리 기능을 제공하는 AMI 시스템을 제안 한다. 확장된 홈 네트워크 기반의 AMI 시스템은 스마트미터, 통신 모듈, 홈 게이트웨이, 보안 모듈, 미터 데이터 관리 시스템, 전력 응용 모듈 등으로 구성된다. 제안하는 홈 네트워크는 전력소모를 줄이고 효율적인 데이터 전송이 가능할 수 있도록 IEEE 802.15.4를 기반으로 설계하였다. 제안 홈 게이트웨이는 웹 서비스를 통해 외부 관리 시스템과 에너지 소비 정보 등을 실시간으로 교환할 수 있고, AMI 시스템은 인터넷을 통하여 홈 게이트웨이와 미터 데이터 관리 시스템 간의 양방향 통신이 가능하도록 설계되었다. 정보 전달의 안전성을 얻기 위하여 보안 알고리즘을 적용 하였으며 보안 알고리즘은 대칭적 블록 암호화 방식인 AES 알고리즘을 사용하였다. 제안 시스템을 사용하는 경우 본 연구에 제한적이기는 하지만 제어를 하지 않을 경우보다 전력 소비가 평균적으로 4~42%정도 줄어드는 것을 실험 결과에서 확인할 수 있었다.
A smart grid is the next generation power grid which combines the existing power grid with information technology, so an energy efficient power grid can be provided. In this paper, in order to build an efficient smart grid an AMI system, which gears with the existing home network and provides an user friendly management function, is proposed. The proposed AMI system, which is based on an extended home network, consists of various functional units; smart meters, communication modules, home gateway, security modules, meter data management modules (MDMM), electric power application modules and so on. The proposed home network system, which can reduce electric power consumption and transmit data more effectively, is designed by using IEEE 802.15.4. The extended home gateway can exchange energy consumption information with the outside management system via web services. The proposed AMI system is designed to enable two-way communication between the home gateway and MDMM via the Internet. The AES(Advanced Encryption Standard) algorithm, which is a symmetric block cipher algorithm, is used to ensure secure information exchange. Even though the results in this study could be limited to our experimental environment, the result of the simulation test shows that the proposed system reduces electric power consumption by 4~42% on average compared to the case of using no control.
