効率性の解放と消費者のエンパワーメント：高度検針インフラ（AMI）革命
AMIは、単なる技術的な設置ではなく、現在および将来のユーティリティプロセスとアプリケーションの両方に統合する必要がある、完全に装備されたインフラストラクチャです。
このインフラストラクチャには、スマートメーター、メーターからローカルデータコンセントレータへの通信ネットワーク、企業データセンターへのバックホール通信ネットワーク、メーターデータ管理システム（MDMS）、そして最後に、既存および新しいソフトウェアアプリケーションプラットフォームへのデータ統合が含まれます。ホームネットワークシステムには、通信サーモスタットやその他の家庭内制御が含まれます。AMIはまた、電力インフラストラクチャ全体を更新する方向への非常に「インテリジェント」なステップを提供します。
AMI技術間のインターフェースは、下の図1に視覚的に示されています。
スマートメーターは、消費者レベルで消費情報を使用者とサービスプロバイダーに提供します。消費者がエネルギー使用量をより意識するのを支援するために、スマートメーターは家庭内ディスプレイと接続します。さらに、スマートサーモスタットなどの負荷制御デバイスは、サービスプロバイダーから提供される電気料金に関する知識のおかげで、事前に設定された消費者の価格設定の好みに応じて電力需要を調整できます。これらの経済的な兆候に基づいて、より洗練された顧客は分散型エネルギーリソース（DER）を構築します。さらに、消費者ポータルは、よりスマートなエネルギー使用の選択肢を可能にし、前払いなどのインタラクティブなサービスさえ提供する方法でAMIデータを処理します。
オペレーション、経済性、および顧客サービスを改善するために、サービスプロバイダー（ユーティリティ）は、新しい、改善された、または既存のバックオフィスシステムを使用して、AMIデータを収集および分析します。たとえば、AMIは、顧客の停電と電力品質に関する迅速な入力を提供し、サービスプロバイダーがグリッドの問題を迅速に修正できるようにします。さらに、ステーションおよび回路レベルでのグリッド自動化は、AMIの双方向通信インフラストラクチャによってサポートされています。AMIから得られる膨大な量の新しいデータにより、ユーティリティ資産の管理が向上し、資産の維持、追加、および交換の計画が向上します。AMIの多くの利点の1つは、グリッドの信頼性と効率の向上です。
AMIを選ぶ理由
AMIの展開とデータの成長
図2。
AMIで利用できる技術オプションは何ですか？
AMIシステムは、1つのユニットとして機能するように組み合わせられたさまざまなテクノロジーとプログラムで構成されています。
• スマートメーター
• 広域通信インフラストラクチャ
• ホーム（ローカル）エリアネットワーク（HAN）
• メーターデータ管理システム（MDMS）
• オペレーションゲートウェイ
スマートメーター
その歴史のほとんどにおいて、従来の電気機械式メーターはユーティリティのキャッシュレジスターとして機能していました。住宅レベルでは、これらのメーターは通常1か月の所定の期間に消費された総エネルギー量を記録するだけでした。スマートメーターは、次のほとんどまたはすべてを含む、さまざまなことができるソリッドステートプログラマブルデバイスです。
• 時間ベースの価格設定
• 消費者とユーティリティの消費データ
• ネットメータリング • 電力損失（および復元）通知
• リモートのオン/オフ操作
• 「不良支払い」またはデマンドレスポンスの目的での負荷制限
• エネルギー前払い
• 電力品質モニタリング
• 改ざんおよびエネルギー盗難の検出
スマートメーターは、排出量と炭素排出量を削減できるデマンドレスポンスを可能にするため、グリーンメーターでもあります。情報のフィードバックにより、消費者が使用量を減らすことが示されているため、エネルギー効率が向上します。
通信インフラストラクチャ
AMI通信インフラストラクチャにより、ユーティリティ、消費者、および制御可能な電気負荷間の継続的な相互作用が可能になります。高度に安全でありながら、オープンな双方向通信規格を使用する必要があります。AMIを超えて、多数の最新のグリッド機能の基盤として機能する可能性があります。ローカルコンセントレータは、メーターのグループからデータを収集し、バックホールチャネルを介して中央サーバーに送信する最も一般的なアーキテクチャの1つです。いくつかのメディアは、このアーキテクチャの一部またはすべてを提供するものと見なすことができます。
• 電力線搬送通信（PLC）
• ブロードバンド電力線通信（BPL）
• 銅または光ファイバー
• ワイヤレス（無線周波数）、集中型または分散型メッシュ
• インターネット
• 上記の組み合わせ
ホームエリアネットワーク（HAN）
HANは、スマートメーターを制御可能な電気デバイスに接続するために、消費者ポータルと通信します。そのエネルギー管理機能には、次のものが含まれる場合があります。
• 家庭内ディスプレイ。消費者は常に、どのくらいのエネルギーが使用され、どのくらいの費用がかかるかを認識しています。
• 消費者が入力した好みに基づく価格シグナルへの応答性
• ユーティリティまたはローカルの制御アクションを消費者指定の帯域に制限する設定ポイント
• 継続的な消費者の関与なしの負荷制御
HAN/消費者ポータルは、消費者の「エージェント」として機能することにより、市場へのスマートなインターフェースを提供します。また、セキュリティモニタリングなどの新しい付加価値サービスにも役立ちます。
メーターデータ管理システム（MDMS）
MDMSは、以下に示すように、他の情報システム（以下の運用ゲートウェイを参照）とのインタラクションを可能にする分析ツールを含むデータベースです。
• 消費者情報システム（CIS）、請求システム、およびユーティリティWebサイト
• 停電管理システム（OMS）
• 電力品質管理および負荷予測のためのエンタープライズリソースプランニング（ERP）システム
• 地理情報システム（GIS）
• トランスフォーマー負荷管理（TLM）
• モバイルワークフォース管理（MWM）
運用ゲートウェイ
AMIは、以下をサポートするために、さまざまなシステム側のアプリケーション（MDMSを含む）と通信します。
高度配電運用（ADO）
• 配電管理システムの高度なセンサー（AMIメーターからのPQデータを含む）
• 高度な停電管理（AMIメーターベースのリアルタイム停電情報）
高度送電運用（ATO）
• 変電所自動化
• 高速情報処理
• 高度な保護と制御（送電状態を改善するための配電制御を含む）メーター）
高度資産管理（AAM）
AMIデータは、次の点でAAMに役立ちます。
• システム運用データ
• 資産の「健全性」データ
• 最適化された資産利用のための運用
• T＆D計画
利点
AMIの利点は数多くあり、次のように大まかに分類できます。
• 運用上の利点 – AMIは、メーター読み取り精度の向上、エネルギー盗難の検出、停電への対応によりグリッド全体にメリットをもたらし、オンサイトでのメーター読み取りの必要性を排除します。
• 財務上の利点 – AMIは、機器とメンテナンスのコストの削減、停電時の電気サービスの迅速な復旧、および請求プロセスの合理化により、ユーティリティ、水道、およびガス会社に財務上の利点をもたらします。
• 顧客の利点 – AMIは、メーターの故障を早期に検出したり、サービスの迅速な復旧を可能にしたり、請求の精度と柔軟性を向上させたりすることで、電気の顧客にメリットをもたらします。 AMIはまた、時間ベースの料金オプションを提供します。これにより、顧客は費用を節約し、エネルギー消費量を管理できます。
• セキュリティ上の利点 - AMIテクノロジーにより、システムリソースの監視が改善され、グリッドに対する潜在的なサイバーテロリストネットワークの脅威が軽減されます。
課題
• 高い資本コスト：AMIのフルスケール実装では、メーター、ネットワークインフラストラクチャ、ネットワーク管理ソフトウェアなど、すべてのハードウェアおよびソフトウェア要素の購入に加えて、情報技術システムとメーターインフラストラクチャのセットアップと維持のコストが必要です。
• 統合：顧客情報システム（CIS）、地理情報システム（GIS）、停電管理システム（OMS）、作業管理（WMS）、モバイルワークフォース管理（MWM）、SCADA/DMS、配電自動化システム（DAS）など、すべてをAMIと統合する必要があります。AMIは、テクノロジーの複雑なシステムです。
• 標準化：AMIベースのグリッドシステムを適切に接続および維持するには、AMIテクノロジー、展開、および一般的な運用に関する普遍的な要件を確立する相互運用性標準を作成する必要があります。
結論
21世紀には、電気エネルギーの使用と供給において大きな技術的進歩がありました。これらの改善が直面する困難を克服するには、新しいツールと戦略が必要です。そのようなツールの1つが、高度な検針インフラストラクチャです。消費者からリアルタイムでデータを取得し、データを通信し、実行指令を負荷に戻すことができるインフラストラクチャは、エレクトロニクス、計装、通信、およびデータ処理の進歩と開発の結果として現れています。この有用な技術の助けを借りて、オペレーターとユーティリティ企業は、ネットワークの状態に関する直接的な知識を利用して、ネットワークのパフォーマンスを計画および最適化できます。顧客とプロバイダーの両方のエンドは、収集されたデータを使用して消費量を規制できます。
エネルギー会社と消費者は、水とガスネットワークの漏洩検出やサイバーまたは物理的な攻撃の検出など、AMIが提供する診断および通知ツールを使用することで、損害防止およびメンテナンスコストで数百万ドルを節約できます。モバイルアプリを介した火災検知、通知、モニタリングなどの最先端サービスの潜在的な包含は、ネットワークの価値をさらに高め、SGおよびAMIへの一般の関心を集めました。 AMIのもう1つの利点は、提供される電力と通信される情報のセキュリティが向上することです。さらに、AMIはユーザーに消費習慣をより細かく制御できるようにします。さらに、より安定した高品質の電力を提供します。
著者：
Sonu Kumar Sah