A Novel Optimization Approach for Smart Grid Systems with Nano-sized Objects

Abstract

Швидкий технологічний прогрес призвів до прориву в кількох галузях, включаючи інтелектуальну мережу та нанорозмірні об’єкти. За останні роки використання нанооб’єктів у глобальному масштабі різко зросло. Інтеграція різних допоміжних протоколів і технологій, що стосуються зберігання, датчиків, обчислювальної потужності, підключення та інших областей, є перешкодою для ефективного розгортання на основі нанотехнологій. Очікується, що майбутні покоління електромереж будуть значною мірою покладатися на датчики, приводи та перетворювачі для надання послуг моніторингу енергії в реальному часі. Хоча це може сподобатися споживачам, оскільки дає їм можливість керувати та контролювати споживання енергії в режимі реального часу, інтелектуальна мережа може бути найефективнішим варіантом підходу до енергозбереження. У цьому дослідженні представлено вдосконалену оптимізацію сукупності частинок (EGPSO) для оптимізації використання енергії в системах інтелектуальних електромереж на основі нанооб’єктів, які створять розумні будинки. Оцінка архітектури запропонованих протоколів, які будуть використовуватися, роботи системи та проблем, пов’язаних із проектуванням системи, є необхідними кроками перед тим, як запропонований дизайн можна буде використовувати для EGPSO самої системи Smart Grid. Результати дослідження показують, що оцінки запропонованого методу працюють краще, ніж існуючі методи з точки зору точності, енергоспоживання, часу обчислення та ефективності витрат. Декілька технологічних труднощів можуть бути вирішені в майбутніх дослідницьких ідеях щодо використання нанооб’єктів у розумних мережах і знаннях високого рівня.

Rapid technological advancement has led to breakthroughs in several fields, including the smart grid and the nano sized objects. The usage of nano objects has grown dramatically during the recent years on a global scale. Integration of different supporting protocols and technologies addressing storage, sensing, processing power, connectivity, and other areas is a barrier to effective nano-based deployment. Future power grid generations are anticipated to rely heavily on sensors, actuators, and transducers to deliver real-time energy monitoring services. While this may appeal to consumers because it offers them the ability to manage and monitor their energy consumption in real-time, the smart grid may be the most efficient option from an energy conservation approach. This study presents an Enhanced Greedy Particle Swarm Optimization (EGPSO) for optimizing energy usage in nano objects based smart grid systems that will enable smart homes. Evaluating the architecture of the proposed protocols that are going to be used, the workings of the system, and the challenges in the design of the system are all necessary steps before the suggested design can be used to EGPSO of the Smart grid system itself. The study’s findings reveal that the evaluations of the suggested method performs better than existing methods in terms of accuracy, energy consumption, computing time and cost efficiency. Several technological difficulties may be resolved in future research ideas to utilize nano-based objects in smart grid and high-level knowledge.