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、単なる技術的な導入ではなく、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される必要のある、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コントロールが含まれます。AMIはまた、電力インフラ全体を更新する上で非常に「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者とサービスプロバイダーに消費情報を提供します。消費者がエネルギー使用量をもっと意識できるように、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た電気料金に関する知識のおかげで、以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。これらの経済的指標に基づいて、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、よりスマートなエネルギー使用の選択を可能にし、プリペイドなどのインタラクティブサービスも提供する方法でAMIデータを処理します。
運用、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（公益事業者）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インプットを提供し、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からの大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の展開とデータ成長
図2。
AMIで利用できるテクノロジー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
• 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）
• オペレーショナルゲートウェイ
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、通常は1か月である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、次のうち大部分またはすべてを含む、さまざまなことを実行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向けの消費データ
• ネットメータリング • 電力損失（および復旧）通知
• リモートでのオン/オフ操作
• 「不良な支払い」またはデマンドレスポンスの目的での負荷制限
• エネルギープリペイド
• 電力品質の監視
• タンパーおよびエネルギー盗難の検出
スマートメーターは、排出量と二酸化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対話が可能になります。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）
• ブロードバンドオーバーパワーライン（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の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いた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、以下に示すように、他の情報システム（以下のオペレーショナル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用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）
オペレーショナルゲートウェイ
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センサー（AMIメーターからのPQデータを含む）
• 高度停止管理（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（伝送条件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
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、グリッド全体の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、機器およびメンテナンスコストの削減、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提供します。
• 顧客の利点– 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、電気顧客にメリットをもたらします。AMIは時間ベースの料金オプションも提供しており、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に加えて、情報技術システムと計量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）、停止管理システム（OMS）、ワークマネジメント（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
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。そのようなツールの1つが、高度な計量インフラストラクチャです。消費者からのリアルタイムのデータ取得を実行し、データを通信し、実行ディレクティブを負荷に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もっ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、水道およびガスネットワークの漏れ検出やサイバーまたは物理的攻撃の検出など、AMIが提供する診断および通知ツールを使用することにより、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出、通知、監視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、一般の人々からの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に対するより多くの制御を提供します。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