ECE6150 Τηλεπικοινωνίες σε Ευφυή Δίκτυα Ηλεκτρικής Ενέργειας

Δομή των διασυνδεδεμένων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής υψηλής τάσης στα σημερινά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Μετάδοση δεδομένων και υποδομές επικοινωνίας στα ευφυή/έξυπνα δίκτυα. Απαιτήσεις παρακολούθησης, ελέγχου και δομών επικοινωνίας των ηλεκτρικών δικτύων για την αποτελεσματική λειτουργία του δικτύου μεταφοράς και διανομής. Μέθοδοι επικοινωνίας ευφυούς δικτύου. Ασύρματες επικοινωνίες: Wi-Fi, WiMax, κινητή επικοινωνία (δορυφορική), Bluetooth, ZigBee. Ενσύρματες επικοινωνίες: Οπτικές ίνες, επικοινωνία μέσω των γραμμών μεταφοράς (PLC- Power Line Communications, BPL-Broadband over Power Line).

Οι κύριες ενότητες του μαθήματος, που καλύπτουν και τους βασικές θεματικούς άξονες που περιγράφονται και στο περιεχόμενο του μαθήματος, είναι οι εξής:

• Δομή Ευφυών Δικτύων
• Τεχνολογίες Επικοινωνιών και Έξυπνα Δίκτυα
• Αρχιτεκτονική Δικτύων επικοινωνιών στα Ευφυή Δίκτυα
• Απαιτήσεις Σχεδίασης Επικοινωνιών στα Ευφυή Δίκτυα
• Πρότυπα Επικοινωνιών και Διαλειτουργικότητας
• Ενσωμάτωση Βιομηχανικού Εξοπλισμού – ΤΠΕ και Ηλεκτρικών. Δικτύων
• Εφαρμογές Έξυπνων Δικτύων
• Θέματα Ασφάλειας Επικοινωνιών και Κυβερνοασφάλειας σε Ευφυή Δίκτυα
• Διαδίκτυο των Πραγμάτων και Ευφυή Δίκτυα

Στόχος του μαθήματος αποτελεί η κατανόηση και εκμάθηση των τεχνολογιών επικοινωνιών στα ευφυή δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας (smart grid) , όπως αναλύονται στην περιγραφή του μαθήματος. Στο πλαίσιο αυτό περιλαμβάνεται ένας ευρύς κύκλος θεματολογίας που επιχειρεί να δώσει μία σφαιρική εικόνα των τεχνολογιών επικοινωνιών που χρησιμοποιούνται. Ειδικότερα, θα εξεταστούν όλες οι τεχνολογίες επικοινωνιών ενσύρματες, ασύρματες και οπτικές που αξιοποιούνται στα ευφυή δίκτυα: στη μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και στις μονάδες παραγωγής συμβατικές και ΑΠΕ και καλύπτουν τις ανάγκες μετάδοσης δεδομένων για σκοπούς παρακολούθησης και ελέγχου τους. Επιπρόσθετα, βασικός στόχος είναι η ανάπτυξη των γνώσεων στο αντικείμενο των επικοινωνιών με έμφαση στις εφαρμογές ευφυών δικτύων, στο προσδιορισμό απαιτήσεων καθώς και στη σχεδίαση και την ανάπτυξη αντίστοιχων συστημάτων. Επίσης, ο φοιτητής θα εξοικειωθεί με θέματα προτύπων συστημάτων επικοινωνιών και ανταλλαγής δεδομένων καθώς και θέματα που αφορούν την ασφάλεια επικοινωνιών και δεδομένων στα ευφυή δίκτυα και τις εφαρμογές τους.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μεταπτυχιακού μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα έχει:

• Γνώση των τεχνολογιών επικοινωνιών που χρησιμοποιούνται στα ευφυή δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας στα σκέλη της παραγωγής, μεταφοράς και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας.
• Γνώση των αρχιτεκτονικών δικτύων και συστημάτων επικοινωνιών με έμφαση την αξιοποίηση τους στα ευφυή δίκτυα ηλ. ενέργειας.
• Γνώση των απαιτήσεων σχεδιασμού συστημάτων και χρήσης των κατάλληλων τεχνολογιών και προτύπων για την επικοινωνία και ανταλλαγή δεδομένων στα ευφυή δίκτυα.
• Γνώση θεμάτων τεχνολογιών αιχμής όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΙοΤ) στα Ευφυή Δίκτυα και οι εφαρμογές του.
• Εκπόνηση ερευνητικής εργασίας ανασκόπησης πάνω στα θεματικά αντικείμενα των τηλεπικοινωνιών στα ευφυή δίκτυα.

1. Ατομικές/Ομαδικές Εργασίες (50%) που περιλαμβάνουν:

–     Μελέτες ή βιβλιογραφικές επισκοπήσεις επίκαιρων θεμάτων

–     Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας

2. Κατ’ οίκον εργασία (20%) που περιλαμβάνει:

–     Επίλυση προβλημάτων

–     Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας

3. Γραπτή τελική εξέταση (30%) που περιλαμβάνει:

–     Επίλυση προβλημάτων

–     Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας

Δομή των διασυνδεδεμένων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής υψηλής τάσης στα σημερινά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Μετάδοση δεδομένων και υποδομές επικοινωνίας στα ευφυή/έξυπνα δίκτυα. Απαιτήσεις παρακολούθησης, ελέγχου και δομών επικοινωνίας των ηλεκτρικών δικτύων για την αποτελεσματική λειτουργία του δικτύου μεταφοράς και διανομής. Μέθοδοι επικοινωνίας ευφυούς δικτύου. Ασύρματες επικοινωνίες: Wi-Fi, WiMax, κινητή επικοινωνία (δορυφορική), Bluetooth, ZigBee. Ενσύρματες επικοινωνίες: Οπτικές ίνες, επικοινωνία μέσω των γραμμών μεταφοράς (PLC- Power Line Communications, BPL-Broadband over Power Line).

Οι κύριες ενότητες του μαθήματος, που καλύπτουν και τους βασικές θεματικούς άξονες που περιγράφονται και στο περιεχόμενο του μαθήματος, κατανέμονται ως εξής:

 Εβδομάδα 1:

• Δομή Ευφυών Δικτύων

Εβδομάδα 2:

• Τεχνολογίες Επικοινωνιών και Έξυπνα Δίκτυα

Εβδομάδα 3-4:

• Αρχιτεκτονική Δικτύων επικοινωνιών στα Ευφυή Δίκτυα

Εβδομάδα 5:

• Απαιτήσεις Σχεδίασης Επικοινωνιών στα Ευφυή Δίκτυα

Εβδομάδα 6:

• Πρότυπα Επικοινωνιών και Διαλειτουργικότητας

Εβδομάδα 7:

• Ενσωμάτωση Βιομηχανικού Εξοπλισμού – ΤΠΕ και Ηλεκτρικών. Δικτύων

Εβδομάδα 8-9:

• Εφαρμογές Έξυπνων Δικτύων

Εβδομάδα 10-11:

• Θέματα Ασφάλειας Επικοινωνιών και Κυβερνοασφάλειας σε Ευφυή Δίκτυα

Εβδομάδα 12-13:

• Διαδίκτυο των Πραγμάτων και Ευφυή Δίκτυα