| 致谢 | 第5-6页 |
| Abstract in Chinese | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 1 Introduction | 第18-33页 |
| 1.1 Electricity Grid | 第20-24页 |
| 1.1.1 Flaws in Conventional Grid | 第22-24页 |
| 1.2 Smart Grid | 第24-26页 |
| 1.2.1 Smart grid definitions | 第25-26页 |
| 1.3 Smart Grid Conceptual Model Standards | 第26-28页 |
| 1.3.1 National Institute of Standards and Technology (NIST) | 第26-28页 |
| 1.4 Conventional Grid v/s Smart Grid | 第28-31页 |
| 1.4.1 Economic Benefits of Smart Grid | 第30-31页 |
| 1.5 Organization of the Thesis | 第31-33页 |
| 1.5.1 Introduction | 第31页 |
| 1.5.2 Design of CR-based Smart Grid Communication Network | 第31-32页 |
| 1.5.3 Reliability analysis and redundancy design of AMI | 第32页 |
| 1.5.4 Simulation Results | 第32页 |
| 1.5.5 Conclusion and Future Work | 第32-33页 |
| 2 Design of CR-based SG Communication Network | 第33-69页 |
| 2.1 Literature Review | 第33-40页 |
| 2.1.1 Literature Review- Communication Infrastructure and SG | 第33-36页 |
| 2.1.2 Literature Review- Smart Grid and Cognitive Radio | 第36-40页 |
| 2.2 Smart Grid Classification | 第40-42页 |
| 2.2.1 Smart Infrastructure System | 第40页 |
| 2.2.2 Smart Management System | 第40-41页 |
| 2.2.3 Smart Protection System | 第41-42页 |
| 2.3 Smart Grid Communication Architecture | 第42-45页 |
| 2.3.1 Home Area Network (HAN) | 第43-44页 |
| 2.3.2 Neighborhood Area Network (NAN) | 第44页 |
| 2.3.3 Wide Area Network(WAN) | 第44-45页 |
| 2.4 Design Challenges and Requirements | 第45-51页 |
| 2.4.1 Communication Challenges | 第46-47页 |
| 2.4.2 Data rate | 第47页 |
| 2.4.3 Scalability | 第47页 |
| 2.4.4 Spectrum scarcity | 第47-48页 |
| 2.4.5 Smart grid applications | 第48页 |
| 2.4.6 Integration of distributed and renewable power sources | 第48页 |
| 2.4.7 Regulatory Issues | 第48页 |
| 2.4.8 Security mechanism | 第48-49页 |
| 2.4.9 Latency | 第49页 |
| 2.4.10 Reliability | 第49-51页 |
| 2.5 Wired Communication Technologies | 第51-54页 |
| 2.5.1 Power line communications (PLC) | 第51页 |
| 2.5.2 Optical communications | 第51-52页 |
| 2.5.3 Digital subscriber lines (DSL) | 第52-54页 |
| 2.6 Wireless Communication Technologies | 第54-60页 |
| 2.6.1 ZigBee | 第55页 |
| 2.6.2 Wi-Fi (IEEE 802.11) | 第55-56页 |
| 2.6.3 IEEE 802.22(WRAN using TVWS) | 第56-58页 |
| 2.6.4 IEEE 802.16-based networks(WiMAX) | 第58页 |
| 2.6.5 Cellular communications | 第58-60页 |
| 2.6.6 Satellite communications | 第60页 |
| 2.7 Next Generation Technologies-Cognitive Radio | 第60-63页 |
| 2.7.1 Cognitive Radio Network Architecture | 第62-63页 |
| 2.8 CR-based SG Communication Network | 第63-68页 |
| 2.8.1 Communication in HAN | 第64页 |
| 2.8.2 Communication in NAN | 第64-65页 |
| 2.8.3 Communication in WAN | 第65-66页 |
| 2.8.4 Features of proposed solution | 第66-68页 |
| 2.9 Summary | 第68-69页 |
| 3 Reliability Analysis and Redundancy Design of AMI | 第69-88页 |
| 3.1 Structure of AMI | 第70-74页 |
| 3.1.1 SMART METERS | 第71-72页 |
| 3.1.2 HAN Gateway | 第72-73页 |
| 3.1.3 Data Concentrator | 第73页 |
| 3.1.4 Meter Data Management System (MDMS) | 第73-74页 |
| 3.2 Benefits of AMI | 第74-75页 |
| 3.3 Communication Technologies for AMI | 第75页 |
| 3.4 Issues in communication/networking | 第75-77页 |
| 3.4.1 Optimization | 第76页 |
| 3.4.2 Scalability | 第76-77页 |
| 3.5 Different Architectures of AMI | 第77-79页 |
| 3.6 Reliability Analysis of AMI | 第79页 |
| 3.7 Demand Response in AMI | 第79-82页 |
| 3.8 Redundancy Optimization of Data Concentrators | 第82-83页 |
| 3.8.1 Reliability/Availability Metrices | 第83页 |
| 3.9 Mathematical Modelling | 第83-87页 |
| 3.9.1 Probability density function (PDF) | 第84页 |
| 3.9.2 Concentrator Reliability | 第84-85页 |
| 3.9.3 Economic loss by demand-estimation error | 第85-86页 |
| 3.9.4 Total Network cost | 第86-87页 |
| 3.10 Summary & Contribution | 第87-88页 |
| 4 Simulation Results | 第88-101页 |
| 4.1 Genetic Algorithm | 第88-91页 |
| 4.1.1 Genetic representation | 第89页 |
| 4.1.2 Initialization of GA | 第89页 |
| 4.1.3 Fitness function | 第89-90页 |
| 4.1.4 Density function | 第90-91页 |
| 4.1.5 Selection | 第91页 |
| 4.2 Data Used | 第91-92页 |
| 4.3 Genetic Algorithm Parameters | 第92-93页 |
| 4.4 Demand-error cost v/s No. of users per concentrator | 第93-94页 |
| 4.5 Optimization of Total Network Cost | 第94-99页 |
| 4.5.1 Reliability Analysis(800 users/service area) | 第94-96页 |
| 4.5.2 Scalability Analysis(10000 users/service area) | 第96-99页 |
| 4.6 Comparison of two scenarios | 第99-100页 |
| 4.7 Summary | 第100-101页 |
| 5 Conclusion and Future Works | 第101-105页 |
| 5.1 Conclusion | 第101-102页 |
| 5.2 Future Works | 第102-105页 |
| 5.2.1 Adding cognitive intelligence in the device | 第103页 |
| 5.2.2 Demand side management with Vehicle-2-Grid(V2G) | 第103-105页 |
| 6 References | 第105-109页 |
| Author Profile and Research Achievements Obtained during the Study for A Master'sDegree | 第109-111页 |
| Dataset for the Master's Thesis | 第111-112页 |
