Smart Grid: Ανάπτυξη cloud-based πλατφόρμας υποστήριξης έξυπνου δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας

Abstract

Τα δίκτυα έξυπνου πλέγματος είναι ηλεκτρικά δίκτυα που περιλαμβάνουν πλη- θώρα λειτουργιών και μετρήσεων ενέργειας, περιέχοντας έξυπνους μετρητές, έξυ- πνες συσκευές, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και ενεργειακή αποδοτικότητα. Η ηλε- κτρονική ρύθμιση ισχύος και ο έλεγχος της παραγωγής και της διανομής ηλεκτρι- κής ενέργειας αποτελούν σημαντικές πτυχές του έξυπνου πλέγματος. Η ανάπτυξη μιας τέτοιας τεχνολογίας συνεπάγεται μία θεμελιώδη αναδιάρθρωση της βιομηχα- νίας υπηρεσιών ηλεκτρισμού, αν και η τυπική χρήση του όρου επικεντρώνεται στην τεχνική υποδομή. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε τη συμπεριφορά των δικτύων smart grid και την εφαρμογή τους πάνω σε έξυπνα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η διπλωματική εργασία έχει στόχο την απόκτηση πληροφοριών υπό το πρίσμα της υλοποίησης ενός έξυπνου πλέγματος σε πραγματικό περιβάλλον, την ανάπτυξη της πλατφόρμας μικρουπηρεσιών που υποστηρίζει την αποθήκευση, προ- βολή και ανάλυση των δεδομένων των έξυπνων συσκευών δίνοντας μας δυνατότη- τες προβολής στοιχείων μέτρησης, δυνατότητα εξαγωγής συμπερασμάτων σε πραγ- ματικό χρόνο και δυνατότητα πρόβλεψης τυχόντων προβλημάτων σε ένα έξυπνο πλέγμα. Η χρησιμότητα αυτής της υλοποίησης είναι μεγάλη, καθώς μας επιτρέπει να δούμε πιο αναλυτικά τη μετάβαση από το μονολιθικό μοντέλο υλοποίησης εφαρ- μογών, σε ένα σύγχρονο μοντέλο υλοποίησης εφαρμογών μέσω μικρουπηρεσιών που μας δίνει πληθώρα πλεονεκτημάτων στην επεκτασιμότητα και λειτουργικότητα της υλοποίησης καθώς και στον περιορισμό λαθών στο προγραμματιστικό περιβάλλον. Το αποτέλεσμα είναι ένα σύνολο μικρουπηρεσιών που επικοινωνούν ιδανικά με- ταξύ τους, δίνοντας μας καλύτερα και πιο αποδοτικά κεντρικοποιημένα συστήματα ελέγχου και προβολής γραφημάτων.

A smart grid is an electrical grid which includes a variety of operation and energy measures including smart meters, smart appliances, renewable energy resources, and energy efficient resources. Electronic power conditioning and control of the production and distribution of electricity are important aspects of the smart grid. The development of such a technology entails a fundamental restructuring of the electricity service industry, although the actual use of the term focuses on the technical infrastructure. In this diploma thesis, we study the behavior of smart grids and their implementation on smart power grids. This diploma thesis aims to acquire information of the implementation of a smart grid in a real environment, to develop a platform using microservices that supports data storage, views and analytics from smart devices by giving us the ability to display measurements, make real time deductions and anticipate any problems in a smart power grid. This specific docker implementation with microservices has several uses and helps us realize the difference from the old and safe monolithic model to the new and modern microservices approach of developing real-time applications. This transformation has several benefits due to the ease of which we can scale, develop and limit mistake leakage to other containers in the developing and production environment. The result is an aggregation of microservices that communicate gracefully with each other, giving a better and more efficient centralized monitoring systems.