در این آموزش حل مشکل هنگ لگو و ریست پشت سرهم گوشی اسمارت E4011 رو براتون قرار دادیم.این ایراد تو این مدل گوشی شایع است و با این آموزش شما میتونید براحتی مشکل رو حل کنید.
همراه فایلهای لازم
دانلود آموزش حل مشکل هنگ لگو و ریست پشت سر هم SMART E4011
در این آموزش حل مشکل هنگ لگو و ریست پشت سرهم گوشی اسمارت E4011 رو براتون قرار دادیم.این ایراد تو این مدل گوشی شایع است و با این آموزش شما میتونید براحتی مشکل رو حل کنید.
همراه فایلهای لازم
مزایای یک خانه ی هوشمند چیست؟
و اما فایده ی ارتباط وسایل خانه با یکدیگر چیست؟ در یک کلام و به طور خلاصه جواب این است: راحت بودن! داشتن یک خانه ی هوشمند باعث می شود بتوانید کارهای زیادی را با زحمت کمتری انجام دهید. کارهایی مانند تنظیم تهویه، خاموش کردن لامپ ها، روشن مایکروفر برای گرم کردن غذا و غیره.
شما می توانید برای وسایل خانه ی خود زمانبندی نیز تعیین کنید، بنابراین یکسری کارها در ساعات خاصی از روز به صورت خودکار انجام خواهند شد. حتی برخی از این وسایل هوشمند قابلیت یادیگری داشته و از کارهایی که شما انجام می دهید، می آموزند، در نتیجه با فعالیت بسیار کمتری می توانید انجام خیلی کارها را به صورت خودکار به وسایل خانگی خود محول کنید.
افزون بر راحتی، خانه های هوشمند بهره وری از انرژی را نیز افزایش می دهند. برای مثال می توان به ترموستات هوشمند شرکت Nest اشاره نمود. این ترموستات از شما یاد می گیرد که خانه تان باید چقدر گرم یا سرد باشد و دما را به طور خودکار تنظیم می کند، بنابراین شما نگران صرفه جویی در مصرف انرژی نخواهید بود. همچنین وقتی در خانه نباشید این ترموستات به حالت «راه دور» رفته و با تنظیم دمای خانه، مبلغ قبض های استفاده از وسایل گرمایشی و سرمایشی شما کمتر خواهد شد!سیستم خانه ی خودکار Webee نیز از فعالیت ها و کارهای شما می آموزد و توصیه هایی برای افزایش بهره وری در استفاده از لوازم و دستگاه های هوشمند، به شما خواهد نمود.
در حال حاضر چه محصولاتی برای خانه های هوشمند وجود دارند؟
هم اکنون وسایل زیادی برای هوشمند سازی خانه ها در بازار موجود است، و با گذر زمان تعداد بیشتری در حال ورود به بازار هستند. در مورد لامپ های هوشمند یکی از بهترین گزینه های موجود را Philips Hue ارائه می دهد، اما برخی دیگر نیز مانندHoli Smart Mood Lamp نیز که تازه شروع به کار کرده، محصولی قابل احترام را ساخته است.
کار یک لامپ هوشمند چیست؟ به طور خلاصه این لامپ ها به شما اجازه می دهند برای روشن و خاموش شدنشان زمان بندی خاصی تعریف کنید و یا به حرکات شما عکس العمل نشان می دهند، یا بدون نیاز به دست زدن به کلید لامپ، می توانید آن را توسط گوشی هوشمند خود خاموش کنید.
یکی از وسایل هوشمندی که ممکن است شما بیشتر با آن آشنا باشید تلویزیون ها هوشمند است، این تلویزیون ها به اینترنت متصل شده و می توان با آن ها محتواهای گوناگون را مشاهده کرد. شما می توانید براحتی به Netflix و Hulu لاگین نموده و فیلم دانلود کنید، بازی انجام دهید یا چیزی را در شبکه های اجتماعی به اشتراک بگذارید. امروزه شرکت ها زیادی تلویزیون های هوشمند می سازند اما می توان از میان آنها به Vizio و برخی مدل های ساموسونگ اشاره نمود.
البته وسایل هوشمند دیگری نیز وجود دارند مانند، یخچال فریزرها، اچاق گازها، تشخیص دهنده های دود و احتمالا نام آشنا ترین آنها یعنی ترموستات ها. قفل های هوشمندی نیز وجود دارند که می توان از طریق اپلیکیشن و با تلفن هوشمند آنها را کنترل نمود و مثلا دری که چنین قفلی بر روی آن سوار شده را بست یا باز نمود. استفاده ی همزمان از همه ی این وسایل هوشمند به شما کمک خواهد کرد تا به آسانی خانه ی خود را کنترل کنید و بهترین بهره وری ممکن را در مصرف انرژی داشته باشید. درست است که در حال حاضر خرید وسایل هوشمند برای داشتن خانه ای هوشمند بسیار پر هزینه خواهد بود، اما می توانید متناسب با بودجه ی خود وسایلی ارزان تر را تهیه نمایید.
برای داشتن خانه های هوشمند حتما نیازی به صرف هزاران دلار پول نیست. می توانید خودتان هم اینکار را انجام دهید! مثلا با یک رایانه ی کوچک Raspberry Piو یا Arduino برخی کارهای خانه ی خود را می توانید خودکار کنید. البته برای اینکار لازم است کمی هم برنامه نویسی بدانید.
آیا شما هم دوست دارید خانه ی خود را هوشمند کنید؟ آیا برای هوشمند کردن خانه ی خود تا کنون کاری انجام داده اید؟ پیشنهاد شما برای ایجاد خانه های هوشمند چیست؟ چه وسایلی اولویت دارند؟ نظرتتان را با سایر کاربران دیجیاتو به اشتراک بگذارید.
مدلسازی اطلاعات ساختمان
امروزه مدل سازی اطلاعات ساختمان کاربرد گستردهای از طراحی و ساخت تا بهرهبرداری و حتی مرحله تخریب ساختمانها پیدا کرده است. این فناوری با نمایش دیجیتال خصوصیات ساختمان مدیرپروژه و ذینفعان را در هرمرحله برای تصمیم گیری درست یاری میکند.[۱] مدلسازی اطلاعات ساختمان کلیه فعالیتهای مدیریت ساخت، بر اساس اسناد قرارداد، به دو مقوله نقشهها و مشخصات وابسته هستند، به این صورت که به کمک نقشهها کمیت کار و براساس مشخصات فنی، کیفیت آن تعریف میگردد.
در واقع معیارهای ارزیابی عملکرد پیمانکاران بر اساس این دو مقوله، تعیین میگردند. ما از قبل میدانیم که در روش مرسوم مدیریت ساخت، از یک سو نقشهها و مشخصات به صورت جداگانه ارائه میگردند و از سوی دیگر نقشههای اجرایی گروههای مختلف طراحی، به صورت جداگانه ولی هماهنگ با یکدیگر تهیه میشوند. مشکلات این روش بر همگان آشکار بوده و شاید برخی از بدترین آنها عدم هماهنگیها، اشتباهات و دوباره کاریها باشد که نهایتاً علاوه بر بالا بردن هزینه ساخت، منجر به پایین آمدن کیفیت کار میگردد. یکی از هیجان انگیزترین پیشرفتهای اخیر در زمینه مدیریت ساخت، معرفی تکنولوژی «مدل سازی اطلاعات ساختمان» یا به اختصار BIM میباشد. این مقاله بدون اینکه قصد وارد شدن به مسائل فنی BIM را داشته باشد، سعی میکند تا یک نمای کلی از این تکنولوژی برای علاقهمندان ارائه دهد.
به طور کلی،BIM به نقشههای دو بعدی و مشخصات مربوطه، اجزاء مدل سازی سه بعدی، با ویژگی خاص، اضافه مینماید. آن ویژگی این است که هر عضو طراحی نشان داده شده در BIM علاوه بر دارا بودن ماهیت فیزیکی سه بعدی آن، آرایهای از اطلاعات مربوط به فعالیتها و وظایف مختلف مدیریت ساخت را به همراه خود دارد. این اطلاعات، مربوط به کل چرخه حیات پروژه، از مرحله مطالعات توجیهی تا طراحی مفهومی، مطالعات مرحله اول و دوم، تدارکات، ساخت و نصب، راهاندازی، دوره بهرهبرداری و حتی پایان آن میباشد؛ بنابراین اگر بخواهیم BIM را در یک جمله کوتاه خلاصه کنیم، عبارت خواهد بود از فرایند تولید و مدیریت اطلاعات ساختمان در طی چرخه حیات آن. به بیان دیگر، یک مدل BIM، نمایش سه بعدی دیجیتال از ویژگیهای فیزیکی و عملکردی یک ساختمان میباشد.
تفاوت عمده مدل BIM با یک مدل سه بعدی متعارف CAD، ذخیره اطلاعات مهم کل فرایند ساخت با تمام اجزاء آن میباشد. این اطلاعات شامل مواردی از قبیل مشخصات مصالح (وزن، رنگ، اندازه، میزان مقاومت در برابر حریق و...)، راهنمای نصب و مونتاژ، خدمات گارانتی محصولات، الزامات نگهداری و تعمیرات، اطلاعات قیمت اجزاء و... خواهد بود. BIM به عبارت فنی یک مدل CAD است که به یک پایگاه داده(Data Base) متصل میباشد، به نحوی که هر گونه اطلاعات مربوط به پروژه را میتوان در آن ذخیره کرد؛ بنابراین BIM به عنوان یک منبع مشترک اطلاعات، بین کل تیم طراحی و اجرای ساختمان، عمل میکند. نتیجه این یکپارچه سازی اطلاعات، افزایش هماهنگی، کاهش خطاها و ضایعات و نهایتاً افزایش کیفیت کار میباشد. خانه هوشمند یا Smart Home, واژه ای است که این روزها تبدیل به هدف بسیاری از کمپانی های مطرح حوزه فناوری شده و هر روز خبری در مورد عرضه فناوری های جدید در این عرصه به گوش می رسد.
اما به واقع خانه هوشمند به چه خانه ای گفته می شود و خصوصیات یک خانه هوشمند چیست؟
در ادامه با دوربین دات اینفو همراه باشید..
خانه هوشمند، خانه ای است که علاوه بر ارتباط بی سیم از راه دور با صاحبان خود، امکان تامین انرژی مورد نیاز را از منابع انرژی پاک (مانند خورشید و باد) داشته باشد و تمامی اجزاء الکترونیکی آن برای بدست آمدن بیشترین میزان بازدهی، با یکدیگر در تعامل باشند.
به بیان ساده تر در یک خانه هوشمند واقعی، خبری از سوخت های فسیلی و منابع آلوده کننده محیط زیست، هدر رفت آب، روشن ماندن بی دلیل و هدر رفت انرژی توسط چراغ ها، اجاق گاز و منابع سرمایش و گرمایش، ورود افراد غیرمجاز و … نخواهد بود!
اجزای اصلی یک خانه هوشمند، مانند زنگ درب (آیفون تصویری)، قفل درب ها، ورودی پارکینگ، قفل یا کرکره پنجره ها، لوازم آشپزخانه، لوازم صوتی و تصویری، سیستم سرمایشی و گرمایشی، همه به اینترنت متصل هستند (اینترنت اشیاء) و امکان کنترل آنها از راه دور برای صاحب خانه فراهم است.
این ارتباط به روش های گوناگون صورت می گیرد و فناوری هایی مانند Z-Wave Zigbee ،KNX و Control4 بر اساس آن ابداع شده اند.
این فناوری های ارتباطی مخصوص اینترنت اشیاء یا Internet Of Things توسعه داده شده اند.
در چنین خانه ای وقتی که شما حضور نداشته باشید، با به صدا درآمدن زنگ درب، گوشی شما زنگ خواهد خورد یا به شیوه های دیگر مثل ایمیل، از حضور مراجع به درب منزل مطلع خواهید شد.
می توانید با مراجعین صحبت کنید و حتی تصویر آنها را ببینید.
مطلب مرتبط : آیفون تصویری هوشمند Ring مخصوص خانه هوشمند شما
سیستم اعلام سرقت و حریق هر ۲ هوشمند بوده و به محض تشخیص شرایط غیر عادی، به شما اطلاع رسانی خواهند نمود.
دمای خانه را از راه دور کنترل نمایید، مثلا سیستم گرمایشی را ۱۰ دقیقه قبل از رسیدن به منزل راه اندازی کنید که به محض رسیدن شما خانه گرم باشد!
ستوده بیدختی، امیرحسین، 1393،مقدمه ای بر استفاده از مدل سازی اطلاعات ساختمان BIM در مدیریت بهره برداری و نگهداری ساختمان ها، اولین کنفرانس ملی شهرسازی، مدیریت شهری و توسعه پایدار، تهران، موسسه ایرانیان، انجمن معماری ایران
مزایای یک خانه ی هوشمند چیست؟
و اما فایده ی ارتباط وسایل خانه با یکدیگر چیست؟ در یک کلام و به طور خلاصه جواب این است: راحت بودن! داشتن یک خانه ی هوشمند باعث می شود بتوانید کارهای زیادی را با زحمت کمتری انجام دهید. کارهایی مانند تنظیم تهویه، خاموش کردن لامپ ها، روشن مایکروفر برای گرم کردن غذا و غیره.
شما می توانید برای وسایل خانه ی خود زمانبندی نیز تعیین کنید، بنابراین یکسری کارها در ساعات خاصی از روز به صورت خودکار انجام خواهند شد. حتی برخی از این وسایل هوشمند قابلیت یادیگری داشته و از کارهایی که شما انجام می دهید، می آموزند، در نتیجه با فعالیت بسیار کمتری می توانید انجام خیلی کارها را به صورت خودکار به وسایل خانگی خود محول کنید.
افزون بر راحتی، خانه های هوشمند بهره وری از انرژی را نیز افزایش می دهند. برای مثال می توان به ترموستات هوشمند شرکت Nest اشاره نمود. این ترموستات از شما یاد می گیرد که خانه تان باید چقدر گرم یا سرد باشد و دما را به طور خودکار تنظیم می کند، بنابراین شما نگران صرفه جویی در مصرف انرژی نخواهید بود. همچنین وقتی در خانه نباشید این ترموستات به حالت «راه دور» رفته و با تنظیم دمای خانه، مبلغ قبض های استفاده از وسایل گرمایشی و سرمایشی شما کمتر خواهد شد!سیستم خانه ی خودکار Webee نیز از فعالیت ها و کارهای شما می آموزد و توصیه هایی برای افزایش بهره وری در استفاده از لوازم و دستگاه های هوشمند، به شما خواهد نمود.
در حال حاضر چه محصولاتی برای خانه های هوشمند وجود دارند؟
هم اکنون وسایل زیادی برای هوشمند سازی خانه ها در بازار موجود است، و با گذر زمان تعداد بیشتری در حال ورود به بازار هستند. در مورد لامپ های هوشمند یکی از بهترین گزینه های موجود را Philips Hue ارائه می دهد، اما برخی دیگر نیز مانندHoli Smart Mood Lamp نیز که تازه شروع به کار کرده، محصولی قابل احترام را ساخته است.
کار یک لامپ هوشمند چیست؟ به طور خلاصه این لامپ ها به شما اجازه می دهند برای روشن و خاموش شدنشان زمان بندی خاصی تعریف کنید و یا به حرکات شما عکس العمل نشان می دهند، یا بدون نیاز به دست زدن به کلید لامپ، می توانید آن را توسط گوشی هوشمند خود خاموش کنید.
یکی از وسایل هوشمندی که ممکن است شما بیشتر با آن آشنا باشید تلویزیون ها هوشمند است، این تلویزیون ها به اینترنت متصل شده و می توان با آن ها محتواهای گوناگون را مشاهده کرد. شما می توانید براحتی به Netflix و Hulu لاگین نموده و فیلم دانلود کنید، بازی انجام دهید یا چیزی را در شبکه های اجتماعی به اشتراک بگذارید. امروزه شرکت ها زیادی تلویزیون های هوشمند می سازند اما می توان از میان آنها به Vizio و برخی مدل های ساموسونگ اشاره نمود.
البته وسایل هوشمند دیگری نیز وجود دارند مانند، یخچال فریزرها، اچاق گازها، تشخیص دهنده های دود و احتمالا نام آشنا ترین آنها یعنی ترموستات ها. قفل های هوشمندی نیز وجود دارند که می توان از طریق اپلیکیشن و با تلفن هوشمند آنها را کنترل نمود و مثلا دری که چنین قفلی بر روی آن سوار شده را بست یا باز نمود. استفاده ی همزمان از همه ی این وسایل هوشمند به شما کمک خواهد کرد تا به آسانی خانه ی خود را کنترل کنید و بهترین بهره وری ممکن را در مصرف انرژی داشته باشید. درست است که در حال حاضر خرید وسایل هوشمند برای داشتن خانه ای هوشمند بسیار پر هزینه خواهد بود، اما می توانید متناسب با بودجه ی خود وسایلی ارزان تر را تهیه نمایید.
برای داشتن خانه های هوشمند حتما نیازی به صرف هزاران دلار پول نیست. می توانید خودتان هم اینکار را انجام دهید! مثلا با یک رایانه ی کوچک Raspberry Piو یا Arduino برخی کارهای خانه ی خود را می توانید خودکار کنید. البته برای اینکار لازم است کمی هم برنامه نویسی بدانید.
آیا شما هم دوست دارید خانه ی خود را هوشمند کنید؟ آیا برای هوشمند کردن خانه ی خود تا کنون کاری انجام داده اید؟ پیشنهاد شما برای ایجاد خانه های هوشمند چیست؟ چه وسایلی اولویت دارند؟ نظرتتان را با سایر کاربران دیجیاتو به اشتراک بگذارید.
مدلسازی اطلاعات ساختمان
امروزه مدل سازی اطلاعات ساختمان کاربرد گستردهای از طراحی و ساخت تا بهرهبرداری و حتی مرحله تخریب ساختمانها پیدا کرده است. این فناوری با نمایش دیجیتال خصوصیات ساختمان مدیرپروژه و ذینفعان را در هرمرحله برای تصمیم گیری درست یاری میکند.[۱] مدلسازی اطلاعات ساختمان کلیه فعالیتهای مدیریت ساخت، بر اساس اسناد قرارداد، به دو مقوله نقشهها و مشخصات وابسته هستند، به این صورت که به کمک نقشهها کمیت کار و براساس مشخصات فنی، کیفیت آن تعریف میگردد.
در واقع معیارهای ارزیابی عملکرد پیمانکاران بر اساس این دو مقوله، تعیین میگردند. ما از قبل میدانیم که در روش مرسوم مدیریت ساخت، از یک سو نقشهها و مشخصات به صورت جداگانه ارائه میگردند و از سوی دیگر نقشههای اجرایی گروههای مختلف طراحی، به صورت جداگانه ولی هماهنگ با یکدیگر تهیه میشوند. مشکلات این روش بر همگان آشکار بوده و شاید برخی از بدترین آنها عدم هماهنگیها، اشتباهات و دوباره کاریها باشد که نهایتاً علاوه بر بالا بردن هزینه ساخت، منجر به پایین آمدن کیفیت کار میگردد. یکی از هیجان انگیزترین پیشرفتهای اخیر در زمینه مدیریت ساخت، معرفی تکنولوژی «مدل سازی اطلاعات ساختمان» یا به اختصار BIM میباشد. این مقاله بدون اینکه قصد وارد شدن به مسائل فنی BIM را داشته باشد، سعی میکند تا یک نمای کلی از این تکنولوژی برای علاقهمندان ارائه دهد.
به طور کلی،BIM به نقشههای دو بعدی و مشخصات مربوطه، اجزاء مدل سازی سه بعدی، با ویژگی خاص، اضافه مینماید. آن ویژگی این است که هر عضو طراحی نشان داده شده در BIM علاوه بر دارا بودن ماهیت فیزیکی سه بعدی آن، آرایهای از اطلاعات مربوط به فعالیتها و وظایف مختلف مدیریت ساخت را به همراه خود دارد. این اطلاعات، مربوط به کل چرخه حیات پروژه، از مرحله مطالعات توجیهی تا طراحی مفهومی، مطالعات مرحله اول و دوم، تدارکات، ساخت و نصب، راهاندازی، دوره بهرهبرداری و حتی پایان آن میباشد؛ بنابراین اگر بخواهیم BIM را در یک جمله کوتاه خلاصه کنیم، عبارت خواهد بود از فرایند تولید و مدیریت اطلاعات ساختمان در طی چرخه حیات آن. به بیان دیگر، یک مدل BIM، نمایش سه بعدی دیجیتال از ویژگیهای فیزیکی و عملکردی یک ساختمان میباشد.
تفاوت عمده مدل BIM با یک مدل سه بعدی متعارف CAD، ذخیره اطلاعات مهم کل فرایند ساخت با تمام اجزاء آن میباشد. این اطلاعات شامل مواردی از قبیل مشخصات مصالح (وزن، رنگ، اندازه، میزان مقاومت در برابر حریق و...)، راهنمای نصب و مونتاژ، خدمات گارانتی محصولات، الزامات نگهداری و تعمیرات، اطلاعات قیمت اجزاء و... خواهد بود. BIM به عبارت فنی یک مدل CAD است که به یک پایگاه داده(Data Base) متصل میباشد، به نحوی که هر گونه اطلاعات مربوط به پروژه را میتوان در آن ذخیره کرد؛ بنابراین BIM به عنوان یک منبع مشترک اطلاعات، بین کل تیم طراحی و اجرای ساختمان، عمل میکند. نتیجه این یکپارچه سازی اطلاعات، افزایش هماهنگی، کاهش خطاها و ضایعات و نهایتاً افزایش کیفیت کار میباشد. خانه هوشمند یا Smart Home, واژه ای است که این روزها تبدیل به هدف بسیاری از کمپانی های مطرح حوزه فناوری شده و هر روز خبری در مورد عرضه فناوری های جدید در این عرصه به گوش می رسد.
اما به واقع خانه هوشمند به چه خانه ای گفته می شود و خصوصیات یک خانه هوشمند چیست؟
در ادامه با دوربین دات اینفو همراه باشید..
خانه هوشمند، خانه ای است که علاوه بر ارتباط بی سیم از راه دور با صاحبان خود، امکان تامین انرژی مورد نیاز را از منابع انرژی پاک (مانند خورشید و باد) داشته باشد و تمامی اجزاء الکترونیکی آن برای بدست آمدن بیشترین میزان بازدهی، با یکدیگر در تعامل باشند.
به بیان ساده تر در یک خانه هوشمند واقعی، خبری از سوخت های فسیلی و منابع آلوده کننده محیط زیست، هدر رفت آب، روشن ماندن بی دلیل و هدر رفت انرژی توسط چراغ ها، اجاق گاز و منابع سرمایش و گرمایش، ورود افراد غیرمجاز و … نخواهد بود!
اجزای اصلی یک خانه هوشمند، مانند زنگ درب (آیفون تصویری)، قفل درب ها، ورودی پارکینگ، قفل یا کرکره پنجره ها، لوازم آشپزخانه، لوازم صوتی و تصویری، سیستم سرمایشی و گرمایشی، همه به اینترنت متصل هستند (اینترنت اشیاء) و امکان کنترل آنها از راه دور برای صاحب خانه فراهم است.
این ارتباط به روش های گوناگون صورت می گیرد و فناوری هایی مانند Z-Wave Zigbee ،KNX و Control4 بر اساس آن ابداع شده اند.
این فناوری های ارتباطی مخصوص اینترنت اشیاء یا Internet Of Things توسعه داده شده اند.
در چنین خانه ای وقتی که شما حضور نداشته باشید، با به صدا درآمدن زنگ درب، گوشی شما زنگ خواهد خورد یا به شیوه های دیگر مثل ایمیل، از حضور مراجع به درب منزل مطلع خواهید شد.
می توانید با مراجعین صحبت کنید و حتی تصویر آنها را ببینید.
مطلب مرتبط : آیفون تصویری هوشمند Ring مخصوص خانه هوشمند شما
سیستم اعلام سرقت و حریق هر ۲ هوشمند بوده و به محض تشخیص شرایط غیر عادی، به شما اطلاع رسانی خواهند نمود.
دمای خانه را از راه دور کنترل نمایید، مثلا سیستم گرمایشی را ۱۰ دقیقه قبل از رسیدن به منزل راه اندازی کنید که به محض رسیدن شما خانه گرم باشد!
ستوده بیدختی، امیرحسین، 1393،مقدمه ای بر استفاده از مدل سازی اطلاعات ساختمان BIM در مدیریت بهره برداری و نگهداری ساختمان ها، اولین کنفرانس ملی شهرسازی، مدیریت شهری و توسعه پایدار، تهران، موسسه ایرانیان، انجمن معماری ایران
SMART GRID Fundamentals of Design and Analysis, IEEE/Wiley,
2012
مطالب
1 SMART GRID ARCHITECTURAL DESIGNS 1
1.1 Introduction 1
1.2 Today’s Grid versus the Smart Grid 2
1.3 Energy Independence and Security Act of 2007: Rationale
for the Smart Grid 2
1.4 Computational Intelligence 4
1.5 Power System Enhancement 5
1.6 Communication and Standards 5
1.7 Environment and Economics 5
1.8 Outline of the Book 5
1.9 General View of the Smart Grid Market Drivers 6
1.10 Stakeholder Roles and Function 6
1.10.1 Utilities 9
1.10.2 Government Laboratory Demonstration Activities 9
1.10.3 Power Systems Engineering Research Center (PSERC) 10
1.10.4 Research Institutes 10
1.10.5 Technology Companies, Vendors, and Manufacturers 10
1.11 Working Defi nition of the Smart Grid Based on Performance
Measures 11
1.12 Representative Architecture 12
1.13 Functions of Smart Grid Components 12
1.13.1 Smart Devices Interface Component 13
1.13.2 Storage Component 13
1.13.3 Transmission Subsystem Component 14
1.13.4 Monitoring and Control Technology Component 14
1.13.5 Intelligent Grid Distribution Subsystem Component 14
1.13.6 Demand Side Management Component 14
1.14 Summary 15
References 15
Suggested Readings 15
2 SMART GRID COMMUNICATIONS AND MEASUREMENT
TECHNOLOGY 16
2.1 Communication and Measurement 16
2.2 Monitoring, PMU, Smart Meters, and Measurements
Technologies 19
2.2.1 Wide Area Monitoring Systems (WAMS) 20
2.2.2 Phasor Measurement Units (PMU) 20
2.2.3 Smart Meters 21
2.2.4 Smart Appliances 22
2.2.5 Advanced Metering Infrastructure (AMI) 22
2.3 GIS and Google Mapping Tools 23
2.4 Multiagent Systems (MAS) Technology 24
2.4.1 Multiagent Systems for Smart Grid Implementation 25
2.4.2 Multiagent Specifi cations 25
2.4.3 Multiagent Technique 26
2.5 Microgrid and Smart Grid Comparison 27
2.6 Summary 27
References 27
3 PERFORMANCE ANALYSIS TOOLS FOR SMART GRID DESIGN 29
3.1 Introduction to Load Flow Studies 29
3.2 Challenges to Load Flow in Smart Grid and Weaknesses of the
Present Load Flow Methods 30
3.3 Load Flow State of the Art: Classical, Extended Formulations,
and Algorithms 31
3.3.1 Gauss–Seidal Method 31
3.3.2 Newton–Raphson Method 32
3.3.3 Fast Decouple Method 33
3.3.4 Distribution Load Flow Methods 33
3.4 Congestion Management Effect 37
3.5 Load Flow for Smart Grid Design 38
3.5.1 Cases for the Development of Stochastic Dynamic
Optimal Power Flow (DSOPF) 41
3.6 DSOPF Application to the Smart Grid 41
3.7 Static Security Assessment (SSA) and Contingencies 43
3.8 Contingencies and Their Classifi cation 44
3.8.1 Steady-State Contingency Analysis 46
3.8.2 Performance Indices 47
3.8.3 Sensitivity-Based Approaches 48
3.9 Contingency Studies for the Smart Grid 48
3.10 Summary 49
References 50
Suggested Readings 50
4 STABILITY ANALYSIS TOOLS FOR SMART GRID 51
4.1 Introduction to Stability 51
4.2 Strengths and Weaknesses of Existing Voltage Stability Analysis
Tools 51
4.3 Voltage Stability Assessment 56
4.3.1 Voltage Stability and Voltage Collapse 57
4.3.2 Classifi cation of Voltage Stability 58
4.3.3 Static Stability (Type I Instability) 59
4.3.4 Dynamic Stability (Type II Instability) 59
4.3.5 Analysis Techniques for Dynamic Voltage Stability
Studies 60
4.4 Voltage Stability Assessment Techniques 62
4.5 Voltage Stability Indexing 65
4.6 Analysis Techniques for Steady-State Voltage Stability Studies 68
4.6.1 Direct Methods for Detecting Voltage Collapse Points 69
4.6.2 Indirect Methods (Continuation Methods) 69
4.7 Application and Implementation Plan of Voltage Stability 70
4.8 Optimizing Stability Constraint through Preventive Control of
Voltage Stability 71
4.9 Angle Stability Assessment 73
4.9.1 Transient Stability 75
4.9.2 Stability Application to a Practical Power System 76
4.9.3 Boundary of the Region of Stability 77
4.9.4 Algorithm to Find the Controlling UEP 80
4.9.5 Process Changes in Design of DSA for the Smart Grid 80
4.10 State Estimation 81
4.10.1 Mathematical Formulations for Weighted Least
Square Estimation 84
4.10.2 Detection and Identifi cation of Bad Data 86
4.10.3 Pre-Estimation Analysis 86
4.10.4 Postestimation Analysis 88
4.10.5 Robust State Estimation 90
4.10.6 SE for the Smart Grid Environment 94
4.10.7 Real-Time Network Modeling 95
4.10.8 Approach of the Smart Grid to State Estimation 95
4.10.9 Dynamic State Estimation 97
4.10.10 Summary 98
References 98
Suggested Readings 98
5 COMPUTATIONAL TOOLS FOR SMART GRID DESIGN 100
5.1 Introduction to Computational Tools 100
5.2 Decision Support Tools (DS) 101
5.2.1 Analytical Hierarchical Programming (AHP) 102
5.3 Optimization Techniques 103
5.4 Classical Optimization Method 103
5.4.1 Linear Programming 103
5.4.2 Nonlinear Programming 105
5.4.3 Integer Programming 106
5.4.4 Dynamic Programming 107
5.4.5 Stochastic Programming and Chance Constrained
Programming (CCP) 107
5.5 Heuristic Optimization 108
5.5.1 Artifi cial Neural Networks (ANN) 109
5.5.2 Expert Systems (ES) 111
5.6 Evolutionary Computational Techniques 112
5.6.1 Genetic Algorithm (GA) 112
5.6.2 Particle Swarm Optimization (PSO) 113
5.6.3 Ant Colony Optimization 113
5.7 Adaptive Dynamic Programming Techniques 115
5.8 Pareto Methods 117
5.9 Hybridizing Optimization Techniques and Applications to the
Smart Grid 118
5.10 Computational Challenges 118
5.11 Summary 119
References 120
6 PATHWAY FOR DESIGNING SMART GRID 122
6.1 Introduction to Smart Grid Pathway Design 122
6.2 Barriers and Solutions to Smart Grid Development 122
6.3 Solution Pathways for Designing Smart Grid Using Advanced
Optimization and Control Techniques for Selection Functions 125
6.4 General Level Automation 125
6.4.1 Reliability 125
6.4.2 Stability 127
6.4.3 Economic Dispatch 127
6.4.4 Unit Commitment 128
6.4.5 Security Analysis 130
6.5 Bulk Power Systems Automation of the Smart Grid
at Transmission Level 130
6.5.1 Fault and Stability Diagnosis 131
6.5.2 Reactive Power Control 132
6.6 Distribution System Automation Requirement of the Power Grid 132
6.6.1 Voltage/VAr Control 132
6.6.2 Power Quality 135
6.6.3 Network Reconfi guration 136
6.6.4 Demand-Side Management 136
6.6.5 Distribution Generation Control 137
6.7 End User/Appliance Level of the Smart Grid 137
6.8 Applications for Adaptive Control and Optimization 137
6.9 Summary 138
References 138
Suggested Reading 139
7 RENEWABLE ENERGY AND STORAGE 140
7.1 Renewable Energy Resources 140
7.2 Sustainable Energy Options for the Smart Grid 141
7.2.1 Solar Energy 141
7.2.2 Solar Power Technology 142
7.2.3 Modeling PV Systems 142
7.2.4 Wind Turbine Systems 144
7.2.5 Biomass-Bioenergy 145
7.2.6 Small and Micro Hydropower 147
7.2.7 Fuel Cell 147
7.2.8 Geothermal Heat Pumps 148
7.3 Penetration and Variability Issues Associated with Sustainable
Energy Technology 148
7.4 Demand Response Issues 150
7.5 Electric Vehicles and Plug-in Hybrids 151
7.6 PHEV Technology 151
7.6.1 Impact of PHEV on the Grid 151
7.7 Environmental Implications 152
7.7.1 Climate Change 153
7.7.2 Implications of Climate Change 153
7.8 Storage Technologies 154
7.9 Tax Credits 158
7.10 Summary 159
References 159
Suggested Reading 159
8 INTEROPERABILITY, STANDARDS, AND CYBER SECURITY 160
8.1 Introduction 160
8.2 Interoperability 161
8.2.1 State-of-the-Art-Interoperability 161
8.2.2 Benefi ts and Challenges of Interoperability 161
8.2.3 Model for Interoperability in the Smart Grid
Environment 162
8.2.4 Smart Grid Network Interoperability 162
8.2.5 Interoperability and Control of the Power Grid 163
8.3 Standards 163
8.3.1 Approach to Smart Grid Interoperability Standards 163
8.4 Smart Grid Cyber Security 166
8.4.1 Cyber Security State of the Art 166
8.4.2 Cyber Security Risks 169
8.4.3 Cyber Security Concerns Associated with AMI 171
8.4.4 Mitigation Approach to Cyber Security Risks 171
8.5 Cyber Security and Possible Operation for Improving
Methodology for Other Users 173
8.6 Summary 174
References 174
Suggested Readings 174
9 RESEARCH, EDUCATION, AND TRAINING FOR THE SMART
GRID 176
9.1 Introduction 176
9.2 Research Areas for Smart Grid Development 176
9.3 Research Activities in the Smart Grid 178
9.4 Multidisciplinary Research Activities 178
9.5 Smart Grid Education 179
9.5.1 Module 1: Introduction 180
9.5.2 Module 2: Architecture 180
9.5.3 Module 3: Functions 181
9.5.4 Module 4: Tools and Techniques 181
9.5.5 Module 5: Pathways to Design 181
9.5.6 Module 6: Renewable Energy Technologies 181
9.5.7 Module 7: Communication Technologies 182
9.5.8 Module 8: Standards, Interoperability, and Cyber
Security 182
9.5.9 Module 9: Case Studies and Testbeds 182
9.6 Training and Professional Development 182
9.7 Summary 183
References 183
10 CASE STUDIES AND TESTBEDS FOR THE SMART GRID 184
10.1 Introduction 184
10.2 Demonstration Projects 184
10.3 Advanced Metering 185
10.4 Microgrid with Renewable Energy 185
10.5 Power System Unit Commitment (UC) Problem 186
10.6 ADP for Optimal Network Reconfi guration in Distribution
Automation 191
10.7 Case Study of RER Integration 196
10.7.1 Description of Smart Grid Activity 196
10.7.2 Approach for Smart Grid Application 196
10.8 Testbeds and Benchmark Systems 197
10.9 Challenges of Smart Transmission 198
10.10 Benefi ts of Smart Transmission 198
10.11 Summary 198
References 199
11 EPILOGUE 200
Index 203