効率性の向上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、現在および将来の公益事業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ー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テクノロジー間のインターフェースは、以下の図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できるように、スマートメーターは家庭用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が提供す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変更できます。これらの経済指標に基づいて、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AMIデータを処理し、よりスマートなエネルギー使用の選択を可能にし、前払いなどのインタラクティブなサービスも提供します。
運用、経済、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から得られる大量の新しいデータにより、ユーティリティ資産管理が改善されるだけでなく、資産の維持、追加、および交換の計画が改善されます。 AMIの数多くの利点の1つは、グリッドの信頼性と効率の向上です。
AMIが必要な理由
AMIの展開とデータの増加
図2。
AMIで利用できるテクノロジーオプションは？
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さ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
• 家庭（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
従来の電気機械式メーターは、その歴史のほとんどにおいて、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きました。住宅レベルでは、これらのメーターは通常1か月の特定の期間に消費されたエネルギーの総量を記録するだけでした。スマートメーターは、次の大部分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のプログラマブルデバイスです。
• 時間ベースの価格設定
• 消費者およびユーティリティの消費データ
• ネットメーターリング• 電力損失（および復旧）通知
• リモートでのオン/オフ操作
• 「不良支払い」またはデマンドレスポンスを目的とした負荷制限
• エネルギー前払い
• 電力品質の監視
• 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削減する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。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ローカルコンセントレーターは、最も一般的なアーキテクチャの1つです。このアーキテクチャの一部またはすべてを提供するために、いくつかのメディアを検討できます。
• 電力線搬送（PLC）
• ブロードバンド電力線（BPL）
• 銅線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機器に接続するために、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、使用されているエネルギー量とそのコストを常に認識しています。
• 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制御アクションを消費者が指定した帯域に制限する設定ポイント
• 継続的な消費者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で、市場へのスマートインターフェースを提供します。また、セキュリティ監視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、以下に示すような、他の情報システム（以下の運用ゲートウェイを参照）との対話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
• 停止管理システム（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）
• 変圧器負荷管理（TLM）
• モバイルワークフォース管理（MWM）
オペレーションゲートウェイ
AMIは、さまざまなシステム側のアプリケーション（MDMSを含む）と通信して、以下をサポートします。
高度な配電運用（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）
• 高度な停止管理（AMIメーターベースのリアルタイム停止情報）
高度な送電運用（ATO）
• 変電所の自動化
• 高速情報処理
• 高度な保護および制御（送電状態を改善するための配電制御を含む）メーター）
高度な資産管理（AAM）
AMIデータは、次の方法でAAMを支援します。
• 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
メリット
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。
• 運用上のメリット– 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、および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ます。オンサイトでのメーター読み取りは不要になります。
• 財務上のメリット– AMIは、機器とメンテナンスのコストを削減し、停電時の電力サービスの迅速な復旧を可能にし、請求プロセスを合理化することにより、ユーティリティ、水道、ガス会社に財務上のメリットをもたらします。
• 顧客のメリット– AMIは、メーターの故障を早期に検出し、サービスの迅速な復旧を可能にし、請求の精度と柔軟性を向上させることにより、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、顧客が費用を節約し、エネルギー消費を管理するのに役立ちます。
• セキュリティ上のメリット– 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、グリッドに対するサイバーテロリストネットワークの脅威の可能性が低減されます。
課題
• 高い設備投資：AMIの本格的な実装には、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が必要です。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保守のコストに加えて。
• 統合：顧客情報システム（CIS）、地理情報システム（GIS）、停止管理システム（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）などはすべて、AMIと統合する必要があります。これは、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保守するには、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
電気エネルギーの使用と配信における重要な技術的進歩は、21世紀に行われました。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。そのような手段の1つは、高度な検針インフラストラクチャです。消費者からのリアルタイムデータ取得を実行し、データを通信し、負荷に実行指令を返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発展の結果として現れました。この便利なテクノロジーの助けを借りて、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に基づいて、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、水とガスのネットワークで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、損害防止とメンテナンスのコストを数百万ドル節約できます。モバイルアプリを介した火災検出、通知、監視などの最先端のサービスを組み込む可能性は、ネットワークの価値をさらに高め、一般の人々からSGおよびAMIへ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詳細に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