Top Banner
SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1 A. BAMA, 2 K KUMAR 1 Dept of MCA, Vel Tech DR.RR & DR.SR Technical University, Chennai, India 2 Assistant Professor, Dept of MCA, Vel Tech DR.RR & DR.SR Technical University, Chennai, India ABSTRACT Smart grid be capable of be real defined as a contemporary electric authority grid communications for better effectiveness, dependability as well as security, by means of level incorporation of renewable and alternative energy source through mechanical control and new communications technologies. To present a robust spatiotemporal prediction method and algorithm that can provide an efficient forecasting of Web clientperceived performance on the World Wide Web. This may provide efficient for individual nodes of Webbased DCS and enable to improve operation of the whole system .The proposed system can be help full in improvement of Efficiency ,reliability automated safety by using automated control. The system provides a situation monitoring analysis and administrative control .Hybrid architecture has been implemented in this proposed system. The hybrid network consist of distant information acquirement units quick sensor modules and authority stroke message modem the information Recording and area forecast a time forecast a geostatistical method an agent from which data set wear collected. As a result, one could obtain spatialtemporal database and raster map where analyses of variability for whole space not only given points could be performed. These two methods have been use because they use and acceptable amount official casts. Geostatistics and are developing significantly in traditional sciences for geostatistical like climate studies, geology, ecology, or agriculture. Proposed system main aim to launch a communication system which can communicate with outside operating centres. Index Terms: Geostatistics, Hybrid network, Power distribution, Smart grids. VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014 ISSN: 2348-4098 INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 1
19

SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

Jan 22, 2023

Download

Documents

IJSET JOURNAL
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL 

USING CAN AND WSSM 

1A. BAMA, 2K KUMAR 

1Dept of MCA, Vel Tech DR.RR & DR.SR Technical University, Chennai, India 

2Assistant Professor, Dept of MCA, Vel Tech DR.RR & DR.SR Technical University, 

Chennai, India 

 

 

ABSTRACT 

Smart  grid  be  capable  of  be  real  defined  as  a  contemporary  electric  authority  grid 

communications for better effectiveness, dependability as well as security, by means of 

level  incorporation  of  renewable  and  alternative  energy  source  through  mechanical 

control  and  new  communications  technologies.  To  present  a  robust  spatio‐  temporal 

prediction method and algorithm that can provide an efficient forecasting of Web client‐ 

perceived performance on the World Wide Web. This may provide efficient  for individual 

nodes of Web‐based   DCS and enable  to  improve operation of  the whole  system  .The 

proposed    system  can be help  full  in  improvement of Efficiency  ,reliability   automated 

safety by using automated control. The system provides a situation monitoring analysis 

and administrative control  .Hybrid architecture has been  implemented  in this proposed 

system.  The  hybrid  network  consist  of  distant  information  acquirement  units  quick 

sensor modules  and  authority  stroke message modem  the  information Recording  and 

area forecast a time forecast a geostatistical method an agent from which data set wear 

collected. As a result, one could obtain spatial‐temporal database and raster map where 

analyses of variability for whole space not only given points could be performed. These 

two methods have been use because  they use and acceptable amount     official  casts. 

Geostatistics and       are developing     significantly  in traditional sciences for geostatistical 

like  climate  studies,  geology,  ecology,  or  agriculture.  Proposed  system  main  aim  to 

launch a communication system which can communicate with outside operating centres. 

Index Terms: Geostatistics, Hybrid network, Power distribution, Smart grids. 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 1

Page 2: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

1. INTRODUCTION 

 

Smart  grid  is  contemporary  electric  power  grid  communications  designed  for  better 

competence,  trustworthiness  as  well  as  protection,  by  horizontal  combination  of 

renewable as well as different power source from end to end automatic organize as well 

as current communications technology. Within smart grid, unfailing as well as real‐time in 

order  become  the  input  feature  designed  for  unfailing  escape  of  power  beginning 

generating unit  in the direction of   end‐users   stimulating power allocation network be 

exceptionally multifaceted as well as ill‐suited twenty ‐primary century. Surrounded by a 

deficiency   in of automatic testing, deprived visibility, motorized switch cause deliberate 

comeback time, be deficient in situational knowledge etc.  

 

Embedded method  be  capable  be  present  originate  ubiquitously  into  each  day  time, 

starting electrical produce as well as appliance,  in the direction of nonlinear repayment 

instrument,  multifaceted  computerization  system  as  well  as  adaptive  run  systems 

improved situational responsiveness as well as operative support. 

 

Independent direct procedures in the direction of improve dependability with increasing 

resiliency  touching  element  failure  along  with  usual  disaster,  as  well  as  minimize 

occurrence also enormity of power outages focus to authoritarian policy, in commission 

necessities, apparatus borders, with client preference. effectiveness  improvement next 

to maximize advantage deployment, enhanced resiliency touching hateful attack during 

improved  physical  safety  as well  as  state‐of‐the‐art  computer‐generated  safety  in  the 

direction  of  continue  data  trustworthiness,  discretion, with  accuracy, with  near make 

possible non refutation level inside the occurrence of adversary into part of  structure.  

 

Incorporation  of  renewable  capital  including  astrophysical  as well  as  current  of  air  at 

level  from  consumer  premises  to  centralized  plants  to  go  forward worldwide  power 

sustainability; incorporation of every types of power storage space as well because extra 

wealth  such because plug‐in electric vehicles  (PEVs)  in  the direction of  counteract  the 

changeability of renewable capital with require. 

 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 2

Page 3: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

Two‐wa

be capa

prefere

foodstu

with  su

electric

 

As wel

 

 

 

2. DAT

 

Compu

The acu

rule exp

 

Informa

end a a

ay stateme

able of dyn

ence (cost, 

uffs of livel

upplementa

cal energy s

l  as  conflic

TA ACQUIS

uterization 

uity genera

pert throug

ation assem

 agitated sta

ent connect

namically co

 green anx

iness, supp

ary  promo

 sag as well 

ct plus  inte

SITION SUB

  process  is 

ally worn m

gh insertion

mble throug

atement co

ting the use

ontribute al

iety, etc. b

plementary

te  particip

 as spike.  

erruption  to

Figure 

SYSTEM 

  extremely

meant for in

n sensors sh

gh the sens

ommunicat

er also usef

lso modify 

etter prom

y armed for

ant;  senior

o  control  a

 1. System Arch

y  associate

nformation 

hut to the d

sors be sub

tions  in  the

fulness the

 their livelin

mote effect

rces, risk, et

r  excellenc

  an  increasi

itecture 

d  near  inst

 recognition

 definite occ

bsequently 

e direction 

refore to fa

ness use ba

iveness usi

tc., ready e

ce  of  overh

ngly digita

trumentati

n in metho

currence [1

 broadcast 

 of  the disp

acilitate fin

sed on per

ng original

existing to r

haul  at  no 

l  financial 

on with  or

od organize

].  

 from begin

pensation p

ish user 

rsonality 

l bundle 

 regulars 

  cost  of 

  system.

 

rganize. 

es is as a 

nning to 

 position 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 3

Page 4: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

about  near  this  scheme,  the  structure  is with  two  platform  near  information  success, 

remote data acquisition units (RDAUs) and intelligent sensor modules (ISMs). 

 

A. Remote Data Receiving Model (RDRM) 

Different RDRMs are a  responsible monitoring  rapid dynamic data and  fault detection. 

For this purpose, the RDRM provides inputs and four digital inputs. Transmitting the data 

to  a  supervisory  controller,  and  if  required,  the platform  can operate based on digital 

outputs.  Different  RDRM  are  responsible  monitoring  rapid  dynamic  data  and  fault 

detection. For this purpose, the RDRM provides six analogy inputs and four digital inputs, 

transmitting  the data  to a MONITORING AND CONTROLLING SYSTEM, and  if  required, 

the platform can operate based on digital outputs.  

B. Analog Inputs Digital Inputs and Outputs 

Transformers are used for the voltages measurements with an 11:1 relation, and HAIS100 

(LEM™)  for measuring  the cur‐rents. The RMS voltage value  in  the primary supervision 

trans‐former  is 75V. Considering 50% over‐voltage,  the system  is able  to measure up  to 

110V. The  current  sensor has  100A of nominal primary  current. The  same  can measure 

currents  up  to  300A.  To  achieve  better  resolution  for  the  current  measure,  two 

conditions were developed, one  for maximum  current of  5A  (low power  circuits)  and 

another for 100A (high power circuits). The transition is implemented via software. 

 

Besides  the  common  analogy  voltage  and  current  inputs,  the  RDAU  has  also  the 

capability to analyse four digital inputs: low level, ranging from 0V to 75V, and high level, 

ranging from 95V to 127V. For the actuation  in power systems, the RDAU provides four 

digital outputs that can be used whenever necessary. 

C. TMS320F2812 

The  TMS320F2812  microprocessor  operating  at  150MHz  clock  frequency  (i.e., 

6.67ns/instruction).  The  memory  architecture  is  organized  as  follows:  64kB  program 

memory, 64kB data memory, 18kB RAM, one external memory  interface with 1MB, and 

128kB  Flash  ROM.  The  system  also  provides  an  AD  converter,  PWM,  and  timers.

 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 4

Page 5: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

D. Software 

 

The  software was  developed  based  on  the  C++  language,  using  the  Code  Composer 

Platinum™ platform (Texas Instruments ™). The main routine configures peripherals and 

interruptions, enabling data acquisition, data processing and data transmission. The data 

acquisition  subroutine  uses  the  internal  AD  converter  of  the  DSP.  The  DSP  has  two 

parallel sample‐and‐hold channels that connect at one analogy/digital converter with a 12‐

bit Electronic solution working with maximum conversion rates of 25 MHz/channel. The 

sampling is takes places simultaneously for each pair of inputs.  

 

The  sampling  time  was  adjusted  for  7680  samples/second,  representing  128 

Samples/cycle for each voltage and Current of the phases R, S and T. Aiming at improving 

the  system's  performance,  some  data  processing  is  performed  locally  to  reduce  the 

number of data packet transmissions.  

 

The RDRM processing data subroutine performs the computation of the RMS values for 

the  voltage  and  current  phases,  active,  reactive  and  complex  three‐phase  power  and 

power factor, in addition to the computation of Fast from the RMS values, the operator 

can analyse   the power system behaviour   (i.e. fault analysis), allowing to cover all rules 

and international standards. Given that the system has some processing power, it allows 

running several control algorithms and the implementation of fault detection techniques.  

 

All  the  results  obtained  from  the  data  processing  unit  are  transmitted  through  a 

“transmission  data  subroutine”  to  the  Supervisory  Controller  (SC).  This  subroutine 

configures the RS232 communication with two stop bits, no parity, eight data bits, and 

115,200 bps data rate, based on the MODBUS proto‐col.  

 

The  connection  between  the  RDRM  and  the  SC  is  performed  through  serial 

Communication, RS232  (for  short distance), or Ethernet.  In  the next  item  the possible 

communication  scenarios will  be  explained.  Concerning  to  the  protocol,  transmission 

rate  and  that  data  process  occurs  in  the  TMS320F2812;  the  using  of  the  transmission 

channel is 15%. 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 5

Page 6: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 2 Remote data acquisition unit (RDAU) block diagram 

 

3. WIRELESS SMART SENSOR MODEL (WSSM)   

 

Unlike  the  RDRM  subsystem  that  has  continuous  processing  and  transmission  data 

besides actuation capability, the  intelligent wireless smart sensor model (WSSM), Fig. 5, 

is less powerful, transmitting data throw longer intervals, and like this has less processing 

time and save battery power. WSSM module performs data acquisition metrics which has 

slow dynamic (e.g. tempera‐true).considering that the WSSM can be  located anywhere, 

the  sys‐tem  can  be  battery  powered  or  powered  by  an  external  source.  In  case  it  is 

battery  powered,  four  AAA  1.2  V  rechargeable  batteries  are  employed.  The  external 

source  has  input  voltage  of  127V,  and  output  of  5.6V.  Besides  providing  the  required 

voltage,  it  can  also  be  used  to  recharge  the  AAA  batteries.  The  Prototype  was 

implemented. 

 

F(I,Y)=prob{Z(x)≤z|information}

The electrical power grid be a huge network  to  facilitate  canister be present partition 

interested in three major abstract segment because energy generation, Power broadcast 

with  current  allocation,  with  expenditure  segment.  Inside  the  smart  grid,  the 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 6

Page 7: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

conventional  radial  associations  as well  as  partitioning will  power  vary  seeing  as  the 

current motivation be and fashioned along by damaged inside a allocation structure form 

a micro grid. Into this sector, we pursue the institute of the conventional grid the sake of 

mounting  the understandability of  the  textbook. We create by current age group  site, 

maintain through power program with current distribution as well as  lastly make  in the 

bearing of spending which  is  the  final mile of current  liberation military. WSNs contain 

extensive  array  of  application  in  every  of  personnel  segment.  To  provide  wireless 

communication, addressing wssm mobility  issues, a transceiver TRF‐2.4G was chosen as 

the  RF  communication  module.  A WSSM  prototype  was  developed  to  experimental 

validation. Each WSSM has a lecture to assign by the access when installing the network, 

organize themselves originally (socket with participate). 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 3 ISM hardware 

 

Supplementary  probable  application  of  sensor  networks  during  authority  deliverance 

structure  cover  is  definite  into  Temperature,  droop  as  well  as  dynamic  competence 

capacity as of  transparency conductors. Recluse, capacitor, and  sectionalized  reliability 

monitor, hotness with capability competence since dissident cable. Fault tour suggestion 

protections  ascend  with  dissident  network  transformers.  Monitor  nature  plus 

undergrowth make  contact. Monitor  dissident  network machinery,  e.g.  transformers, 

switches, vaults, etc. 

 

F(I,Y)=Prob{I(y1)≤i1,I(y2)≤I2,….I(yn)≤(In) 

 

In smart grid concept, wireless smart sensor models should communicate to each other, 

local processing  and  advanced  large  computing power.  For data broadcast  flanked by 

neat meter plus electrical utilities different communication technologies can be used  in 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 7

Page 8: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

infrastructure‐based  wired  or  wireless.  Modern  development  addicted  to  statement 

knowledge  comprise  enable  price  effectual  inaccessible  organize  arrangement  which 

have ability of monitor genuine time functioning conditions and performance of exciting 

authority system. Every statement knowledge has its own advantages and disadvantages 

that must be evaluated to determine the best communication technology for automation 

system. Inside direct  in the direction of stay away from probable disruption  in authority 

system payable  in  the direction of surprising  failure, a extremely dependable, scalable, 

protected, strong plus price successful hybrid statement network connecting system  in 

testing with a distant run centre is paramount. These high presentation hybrid statement 

networks have  to  as well pledge extremely  severe Quality of Service  (QoS) desires  to 

avoid probable authority conflict with outages.  

 

The  SC  Subsystem  was  developed  in  order  to  highlight  information  arrangement 

adaptability.  It  run  lying  on measure  PC  structural  design  by  Linux  or Windows  OS, 

previously the boundary was residential by JAVA  language, and IBM‐DB2 Express‐ C and 

My  SQL  to  database.  The  request  is  residential  to  maintain  online  information 

arrangement during  interpretation of  the  inward bound as well as a Database  system, 

which stores the data 

A. WSSM used for production services 

Inside conventional authority grid, energy production services are usually monitored by 

hyper sensors which are imperfect into quantity with positioned simply at a small number 

of important places. This is unpaid to the far above the ground price of setting up as well 

as  preservation  of  sensors.  WSSM  present  low‐priced  sensors  with  the  purpose  of 

preserve correspond via wireless relations hence have stretchy operation opportunity. In 

fact,  the  consumption  of WSSM  becomes  smooth  further  important  by  the  growing 

numeral of  renewable power site  into  the  liveliness production cycle. These  renewable 

energy  production  amenities  container  be  in  remote  areas,  and  operate  in  harsh 

environment anywhere fault‐tolerance of WSSM make a superlative contender designed 

for  such  applications.  Also  output  of  the  renewable  liveliness  possessions  is  directly 

correlated  by  the  ambient  environment  such  because wind  swiftness  for wind  speed 

power  production  and  confusion  for  planetary  panel.  This  changeable  ambient 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 8

Page 9: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

environment  basis  alternating  supremacy  production  these make  renewable  property 

tough to integrate toward power grid. Used for illustration, at tall current of air speeds, 

to avoid damage to the blade with gears inside the hub of the wind turbine, the turbines 

be fasten off. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 4 HMI main interfaces 

 

This cause a precipitous decrease of a production to be evenhanded by extra property. 

Forecast of such measures motivation. Give opportunity  for attentiveness and express. 

The  author  lecture  to    confront of  unreliable  storm  authority production  through  use 

predict wherever WSNs are old to gather and speak the wind momentum forecast data 

to a central place. WSNs can also be worn for circumstance monitor of the wind turbines. 

Storm  turbines are comfortable equipment’s which might understanding breakdown  in 

point  in  time payable  to  sport. Early  finding of broken mechanism might augment  the 

natural life of the current of air tribunes with decrease the moment safe for preservation 

which increases the efficiency of production. In the author operate WSNs for monitor the 

state  of  the  bearing  inside  the  gearboxes  wherever  accelerometers  are  worn  to 

supervise wind  turbine  tremor. WSNs  are  old  to  supply  early  discovery  for  behavior 

failure or other connected problems.  

 

The author  lecture  to  the subject of delay‐sensitive data broadcast  in WSNs  for a wind 

turbine  by  modify  the  middle  admittance  Control  (MAC)  protocols  of  IEEE802.15.4 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 9

Page 10: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

average in organize to supply examine demarcation for grave with non‐critical data, and 

cut  the  end‐to‐end  impediment  for  critical  data.  WSN‐based  energy  estimate  and 

arrangement  system  for work  plants  have  be  introduce  in. A  comparable WSN‐based 

scheme be able to also be use for circumstance monitor of authority plant life. Low‐cost, 

simplicity  of  consumption,  fault‐tolerance,  and  suppleness  is  between  the 

reimbursements of the WSN‐based system. 

 

4. HUMAN   INTERFACE (HI) 

The HI, Fig. 7, used in the SC as mentioned before, was developed in JAVA language and 

is divided in four parts described as follows: 

   

Monitoring  

Allow the user to show the graphical demonstration of all the variable of the stage, with 

real time values of power and recent as well as powers values. 

Alarms: Contain a successive  listing of alarms and changes of state. This  list allows  the 

operator  notice  of  any  trouble  of  the  power  system,  as  sag,  swell,  over  current,  and 

excess. The list of alarms are‐ 

Figure 5 Spreadsheet report 

 

Database:  The  measurement  of  voltage  and  cur‐rent  are  stored  in  a  hard  disk  (HD) 

authorizing after analyses any‐time that is essential.  

 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 10

Page 11: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

Historic Graphics and Reports: This  function was advanced  for  the user can observe  the 

advancement of the cur‐rent, voltage, and power values in a determined time 

 

Parameters: To a better versatility the parameter of sag and swell can be configured by 

the user.  In  this  form  the nominal  values  and  alarm  enabling will  run under  the usual 

norms presents the WEB application developed to access the data collected and stored 

in the database.  

 

5. HYBRID COMMUNICATIOS 

   

Currently, there is a want form of statement capability in emotional authority system. In 

smart grid  concept, wireless  smart  sensor models  should  communicate  to each other, 

local  processing  and  advanced  large  computing  power.  In  support  of  information 

communication  among  stylish meter  with  electrical  utilities,  different  communication 

technologies  can  be  used  in  infrastructure  based  on wired  or wireless. New  increase 

during information equipment include permit commercial distant manage system, which 

encompass  the  prospective  of  supervise  the  valid  instant  functional  location  with 

management of stimulating control system. 

 

Every  statement  connect have  its  contain  compensation with disadvantage  to have  to 

exist  estimate  near  establish  the  summit  statement  equipment  for  computerization 

interruption  into control systems unpaid  towards organization.  Inside  through  towards 

keep away from shows prospective sudden collapse, a extremely dependable, scalable, 

protected,  strong,  with  charge  efficient  hybrid  announcement  system  connecting 

organization  under  study  with  a  distant  manage  centred  be  chief.  These  elevated 

presentation hybrid statement networks have to as well agreement  incredibly exacting 

excellence of provision (QoS) needs to avoid probable ability instability and outages.  

   

The serial interface (i.e., RS232) is employed when the RDRM is nearby the SC. This way, 

communication between  the  two modules  takes places without  the need of any other 

communication module. This protocol has two transmission modes: ASCII and binary. The 

binary mode (RTU) is the one used in our system. The end of a message is identified after 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 11

Page 12: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

there  is  negative  broadcast  intended  for  a  smallest  amount  stage  of  1.5  periods  a 

information express communication. The packet structure (see Fig. 6) includes: Network 

address; Packet type; Packet data; the communication follows A master‐slave approach, 

where  only One  device  (the master)  can  question  the  previous  strategy  (slaves)  .The 

slaves’ respond back transfer the information necessary through the master. The master 

is able to concentrate on single slave at a time or all the network devices during diffusion 

messages. 

 

A. Ethernet (TCP/IP)  

 

In  this  scenario  the DE311™  from B&B Electronics™ module  is being used. This module 

provides  a  information  letter  explanation  used  for  between Windows  and Unix/Linux 

hosts  to  asynchronous  sequential  strategy  above  a  TCP/IP  based  Ethernet.  As  the 

contribution  data  is  from  asynchronous  serial,  and  RDRM  provides  RS232,  the 

communication between DE311 to RDAU is directly.  

 

Since  a  significance,  they  utilize  loads  of  concepts  establish  within  previous  Kernel 

routines. Mainly,  sockets  are  incorporated  towards  the  I/O  routines. This  incorporated 

system  major  benefit  slander  during  its  suppleness:  be  able  to  exist  printed  an 

exceptional  applicative  that  transfers  information  towards  a  random  localization.  A 

socket  is,  mainly,  a  see‐through  information  correlation  connecting  two  computers 

related  resting on  a  network.  It  is  recognized by  the  computers  network  concentrate 

departing on because healthy  the same as with a door  limited  to a small area  in every 

computer.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 6. Hybrid Network Architecture 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 12

Page 13: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

Socket  represents a TCP/IP  structure association  indicate. While  two  computers desire 

towards continue a discussion, every one of them uses one socket. Within this process a 

computer named server opens a socket, here particularly  the administration organizer, 

and makes a correlation verify. The RDRM sends a signal to the server socket aiming to 

start  a  link.  Inside  command  towards  establish  a  link  immediately  the  providence 

concentrate on beside among the port digit are required. During the TCP/IP exact gate 

numbers are engaged to exact protocols, designed for request, 25 to SMTP (Simple Mail 

Transmission Protocol) and 80 to HTTP (Hyper Text Transfer Protocol).  

 

Sockets current two main process modes: the link based mode through the without link 

mode. The based link modes effort as a receiver; they have to set up a link as interrupting 

the name. The whole thing that a flow connecting these two actions arrives in the similar 

command  as  it was  transmitted. On  the  other  hand,  the mode without  link  does  not 

assurance  the  transport,  and  the  mail  dissimilar  substance  can  arrive  in  a  dissimilar 

command beginning that they were transmitted. 

 

B. Electric Power Line connector (EPC)  

 

Electric  Power  Line  connector  (EPC)  is  a method  that  uses  the  active  power  line  to 

transmit high‐speed (2‐3 Mb/s) statistics signals from one machine to the previous.  

 

The ability to generate two carriers, separated  in frequency,  is a strategy to recover the 

competence of message during the electric network  

In the system  installed for testing, EPC transmitters/receivers are configured to operate 

in C band. Following, the equipment must be reconfigured to operate in the A band. This 

reconfiguration  is  to  change  the  crystal  and  change  the  value  of  some  passive 

components (resistors and capacitors) of the interface circuit.  

 

Advantage:  EPC  can  exist  measured  as  a  capable  knowledge  for  elegant  network 

application owing toward the actuality that the accessible transportation decreases the 

mechanism  price  of  the  connections  transportation.  The  consistency  labors  on  EPC 

networks, the commercial, omnipresent nature and extensively accessible transportation 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 13

Page 14: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

of EPC, can be the reasons for  its power and reputation [1]. Statistics transmissions are 

broadcast in nature for EPC. 

 

C. CAN   

 

Nowadays different equipment’s have an  integration technique  for each vendor, which 

does  not  communicate  to  equipment  from  other  vendors.  It  specifies  patterns 

concerning  toward  the physical  layer of  the CAN protocol, one being  the   employ of a 

transceiver  machine  that  makes  the  line  connecting  the  antenna  and  CAN  bus  join, 

creation convinced electrical circumstances provided in the standard be met. Surrounded 

by these circumstances contain the safety alongside small circuits, electrical energy levels 

and  others.  Therefore,  WSSM  were  connected  to  the  bus  via  the  CAN  transceiver 

MCP2551, Microchip Technology Remote Data Receiving Model (RDRM) 

 

 

Figure 7 WSSM connection bus 

 

A. RDRM– Maximum practicable data acquisition  

 

The RDRM enhanced  the example velocity, as  it employs a DSP  (TMS320F2812).  In  this 

container, the RDRM could accomplish 128‐samples/cycle, translating to 7680‐samples/s. 

These grades allocate analysing awake  to  the 64th oral. allowing  for  that  the RDRM  is 

used for the signals acquisition with fundamental frequency of a 60Hz, and as performs 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 14

Page 15: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

an A / D conversion for each 260ns, comes to a sampling frequency of 7.68kHz, resulting 

in  a maximum  bandwidth,  or  the  NY  Quist  frequency  of  3.84kHz.  These  values  fully 

attend the technical standards for the monitoring of electrical power substations.  

 

B. WSSM – maximum achievable data acquisition  

The antenna Modules are worn only for the achievement of signals with great invariable 

period, and consequently do not need a far above the ground dispensation capacity (e.g. 

hotness). The maxi‐mum ability of achievement of ISM was 12‐samples/cycle. 

  

D.  RDRM/WSSM ‐ obstacles susceptibility  

The WSSM/RDRM  systems were  evaluated  for  two  dissimilar  scenarios  (through  and 

lacking  obstacles).  Initial  grades  for  the  first  situation  demonstrate  that  the  antenna 

node is capable to transmit without several small package wounded up to a remoteness 

of  80m,  despite  of  the  transmitter  direction.  At  remoteness  of  90m,  and  with  the 

antennas  focussed  at  each  previous,  we  detect  approximately  10%small  package 

fatalities. Distances generously proportioned than 100m showed an offensive number of 

container  fatalities. As  intended  for  the  second  scenario, we  noticed  that  an obstacle 

such as a 30cm actual wall allows transmitting to distances simply up and doing to 60m 

without  any  important  small  package  fatalities. 

C. RDRM/WSSM ‐ maximum lifetime batteries  

In view of with the purpose of a WSN is power controlled, it is supreme to decrease the 

use of power payable  to  inflection,  filtering, and demodulation. The power  inspired by 

the  two‐way  radio  depends  on  the  category  of  intonation;  data  convey  price,  and 

message control. To expand the system lifetime, we have adopted the energetic control 

administration with listed Switching Mode (DPM‐SSM) process for wireless feeler nodes 

[6].DPM‐SSM  is a control organization method that schedules condition transitions to a 

dead  to  the world  condition  based  on  the  present  node’s  series  ability. As  the  series 

ability  degrades,  winning  attainment  a  number  of  predefined  power  levels,  the 

preparation  take  position  more  recurrently  to  get  improved  the  series  capacity 

recuperation.  When  a  node  subsystem  is  switched  to  a  slumber  state,  there  is  an 

enormous  decrease  on  the  three  haggard  from  the  series  by  that  part.  Therefore,  it 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 15

Page 16: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

allows us to take benefit of the series recovery result. Inside a antenna node, the radio is 

the subsystem that, in average, draws additional power from the series.  By action that, it 

is potential to get more benefit of the series  

 

E. EPC ‐ Data Transmission Behaviour: 

 

The data transmission behaviour can be verified by Fig. 14, which presents the sum total 

of data received by time of day in the period from 28/08/2011 to 11/11/2011. It can be seen, 

in  Fig.  14,  that  the  loss  of  data  communication  occurs  in  the  period  of  greater  load 

consumption, proving  the  influence of  the power  flow on  the performance of  the EPC 

modem.  The  WSSM  was  developed  in  order  to  highlight  information  appearance 

flexibility.  It  runs  on  pattern  PC  structural  design  by  Linux  or Windows  Operational 

structure, previously the line was residential with JAVA language, and IBM‐DB2 Express‐C 

and My SQL  to database. The  function was  residential  to maintain on‐line  information 

management during interpretation of the external information records, together with as 

well as a Database system, which stores the data [7]. While the major purpose of the SC 

subsystem  is obtained and accumulate  the  information  imitative  starting  the RDRM,  it 

can  procedure  and  in  attendance  them  to  operators  during:  I)  SCADA  (proprietors 

systems);  or,  ii)  Human  Interface  (HI)  particularly  intended  for  this  reason.  Some 

scenarios were analysed considering the infrastructure network, WSN or PLC connection. 

The  tests  aimed  to  analyse  the  behaviour  of  the  three  subsystems  that make  up  the 

automation  system  for  an  underground  electric  distribution  grid.  For  data  acquisition 

subsystem the tests were conducted aiming to verify the signals bandwidth acquired by 

RDRM.  This  analysis  was  performed  from  the  NY  Quist  Theorem  and  Fourier  series. 

Concomitant use of these methods has the ability to verify analysis of harmonics of the 

unit.  The  analysis  of  the  RDAU  bandwidth  presented  results  consistent  with  the 

established standards [7].  

 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 16

Page 17: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

 

Figure 8 Alarm warning of a meter 

 

6. EXPERIMENTAL RESULTS 

 

To evaluate the system concert it was definite a set of experiments for analyzing, remote 

data  acquisition  unit  (RDAU)  maximum  practicable  data  acquisition  and  obstacles 

susceptibility.  Intelligent  sensor module  (ISM) maximum  practicable  data  acquisition, 

obstacles  susceptibility  and  maximum  lifetime  batteries.  Communication  (Ethernet 

(TCP/IP) and wireless) transmission rate. Electric power line connecter (EPC) Behavior of 

the information statement for different days with different day’s times. Human‐machine 

interface  (HMI)  easy of understanding  information  and  time  response.  The RDAU/ISM 

systems  were  evaluated  for  different  scenarios  monitoring  an  underground  electric 

distribution grid. 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 17

Page 18: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

 

Figure 9 Total data received by time of the day in the period 

 

The  ISM/RDAU  systems were evaluated  for  two different  scenarios  (with  and without 

obstacles). Mainly consequences for the first scenario demonstrate that the sensor join is 

able to transmit without any small package fatalities up to a remoteness of 80 m, anyway 

of the aerial direction. At remoteness of 90 m, and with the antennas heading for at each 

other, it was notice approximately 10% small package losses. Distances larger than 100 m 

showed an  intolerable digit of small package fatalities. As for the second scenario,  it be 

also noticed that obstacles such the same as a 30 cm tangible partition allow transmitting 

to distances merely up to 60 m without some important small package fatalities. 

 

7. CONCLUSION 

 

The  system  provides  suppleness,  responsibility  easiness,  elevated  sensing  fidelity, 

stumpy  price,  quick  retort,  and  interoperability,  design  the  organization  an  ultimate 

stage for control procedure estimate and provision monitoring overall, and allowing the 

building  of  far  above  the  ground  stage  smart  command  supervision  system  in  stylish 

grids. The application in the underground, among the challenges of this application may 

be highlighted  the  communication between  indoor and  the outdoor of  the monitored 

substation. Furthermore, considering the difficulty of access to the system, determined 

the  use  of  a  hybrid  system  eliminating  the  necessity  of  regular maintenance  of  the 

batteries. 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 18

Page 19: SMART GRID INFRASTRUCTURE FOR EFFECTIVE POWER CONTROL USING CAN AND WSSM 1

ACKNOWLEDGEMENT 

 

This paper has been done under the guiding of Mr. Kumar and Supported by Sathya and 

Manokaran.     

 

REFERENCES 

 

[1] A Hybrid Network Architecture Applied to Smart Grid F. Salvadori1, C.S. Gehrke2, M.de 

Campos3, P. S, A. C. Oliveira2 1Electrical Engineering  Department – Federal University of     

Paraiba  DEE/UFPB, João Pessoa, PB, Brazil 

[2] K. Moslehi and R. Kumar, “A  reliability   perspective     of  the smart grid,”  IEEE Trans. 

Smart Grid, vol. 1, no. 1, pp. 57–64, Jun. 2010. 

 [3] J. Anatory, N. Theethayi, R. Thottappillil, M. Kissaka, and N. Mvungi, “The influence of 

load  impedance,  line  length,  and  branches  on  underground  cable  power‐line 

communications  (plc)  systems,”IEEE  Trans.  Power Del.,  vol.  23,  no.  1,  pp.  180–187,  Jan. 

2008. 

[4] F. Salvadori, M. De Campos, P. Sausen, R. De Camargo, C. Gehrke, C. Rech,M. Spohn, 

and A. Oliveira,  “Monitoring  in  industrial  systems  using wireless  sensor  network with 

dynamic power management,”  IEEE Trans.  Instrum. Meas., vol. 58, no. 9, pp. 3104–3111, 

Sep. 2009. 

[5] V. Gungor, D. Sahin, T.Kocak, S. Ergut, C.Buccella, C.Cecati, andG. Hancke, “Smart grid 

technologies:  Communication  technologies  and  standards,”  IEEE  Trans.  Ind.  Informat., 

vol. 7, no. 4, pp. 529–539, Nov.2011. 

[6] P. Richards, “A CAN physical  layer discussion,” Microchip Technology  Inc., AN  228, 

2002. 

[7] A. Mercurio, A. Di Giorgio, and P. Cioci, “Wireless  sensor networks: A  survey,”  IEEE 

Trans. Comput. Netw., vol. 38, no. 7, p. 393422  

[8]  M.  Erol‐Kantarci  and  H.  Mouftah,  “Wireless  sensor  networks  for  costefficient 

residential energy management  in the smart grid,”  IEEE Trans.   Smart Grid, vol. 2, no. 2, 

pp. 314–325, 2011. 

[9]  S.  K. M.  Esro,  A.  A.  Basari,  A.  ,  and  Z.  S.  Syariff,  “Controller  area  network  (CAN) 

application in       Securitysystem,” WorldAcad. 

VOL 02 ISSUE 03 MARCH 2014 DATE OF PUBLICATION- APRIL 07, 2014

ISSN: 2348-4098

INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY- www.ijset.in 19