データ駆動型の次世代スマートグリッドによる持続可能なエネルギー進化：技術とテクノロジーレビュー

    この論文は、NGSGの概念的なフレームワークを示し、その信頼性のある動作を確保するためにいくつかの知能技術機能を有効にしています。これには、知能制御、エージェントベースのエネルギー変換、エネルギーマネジメントのためのエッジコンピューティング、IoT対応インバータ、エージェント指向の需要側管理などが含まれます。また、持続可能なSGの運用に新興するデータ駆動型技術（DDTs）を使用するためのデータ駆動型NGSGの開発についても検討しています。

1.導入。

    伝統的なSGは、進化する高度な技術とともに継続的に変化するため、完全に要件を満たすことができません。過去10年間で、環境条件の変化や人口と技術の拡大により、クリーンエネルギーの需要が世界的に増加しています。これらの技術は、SGに非線形ダイナミクスをもたらす可能性があります。スマート電力グリッドの送電・配電システムにおける非線形性は、電力需要の増加に伴う停電や電圧・周波数の変動などの新たな混雑や停止を引き起こす可能性があります。非再生可能エネルギー源は、電力生成の容易さ、速さ、安価さにおいて優れていますが、高排出量により緑の環境への直接的な障害となります。再生可能エネルギー源は、化石燃料ベースの発電への依存度を減らすために増加しています。しかし、より多くの分散型発電（DG）、市場規模の拡大、および再生可能エネルギー源の追加により、SGの不確実性と複雑さは増加しています。

2.現在のスマートグリッド：技術アーキテクチャ。

    SGは、情報、電力技術、通信を既存の電力システムと組み合わせて構築されたスマートフレームワークを通じて、事業者とその最終ユーザー間での電力の双方向フローを可能にします。このエネルギー技術は、効率的な電力分配、蓄電要素、故障検出、電気自動車、グリッドデータ監視、ハイブリッドRESの組み合わせ、およびグリッドネットワークの柔軟性をサポートする自動化メカニズムを提供します。図に示すさまざまなコンポーネントを使用してSGエネルギー技術を構築することができます。これらには、再生可能エネルギー源、スマート監視システム、スマート情報システム、先進的な貯蔵システム、スマートセキュリティシステム、センサー、およびグリッドラインが含まれます。

3.次世代スマートグリッドへの追加技術。

    NGSGは、従来のSG技術と比較して、SGの景観において強化された機能を有効にする可能性があります。現在のSGシステムのセキュリティとプライバシーの問題は、より高度な機能を統合するという文脈で、NGSGによってより適切に対処できる可能性があります。NGSGの進歩は、その異なる部分でのデータ駆動型技術の使用に完全に依存しています。NGSGの概念的なフレームワークは図に示されています。NGSGのフレームワークは、エッジコンピューティングデバイス、IoT対応インバータ、ブロックチェーンベースのエネルギー取引、および計算効率の高いDDTsを監視、制御、予測に統合することから成る可能性があることがわかります。また、NGSGでは、相互接続した技術からのデータ収集とそれら間でのデータ共有を確保するために、データセンターが現れる可能性もあります。DDTsを適用することで、異なるソースからの収集されたデータを分析し、持続可能なエネルギー進化への意思決定を支援することができます。NGSGフレームワークで使用される知能技術の詳細な説明は、以下のサブセクションで見つけることができます。

4.データ駆動型次世代スマートグリッド。

    データ駆動型NGSGのフレームワークは、図5に示す重要なステップに基づいています。これは、データ駆動型NGSGが重要な問題を解決し、データ駆動型NGSGの最終モデルを開発する方法を示しています。ピラミッドの底が最初のステップで、頂上が最後のステップです。図5に示すNGSGフレームワークの開発における各ステップは、以下のサブセクションで詳しく説明されています。

出典: IEEE Xplore

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