효율성 향상 및 소비자 역량 강화: 첨단 검침 인프라(AMI) 혁명
AMI는 단일 기술 설치가 아닌 현재 및 미래 유틸리티 프로세스 및 애플리케이션 모두에 통합되어야 하는 완벽한 인프라입니다.
이 인프라에는 스마트 미터, 미터에서 로컬 데이터 집중 장치로의 통신 네트워크, 기업 데이터 센터로의 백홀 통신 네트워크, 미터 데이터 관리 시스템(MDMS) 및 마지막으로 기존 및 신규 소프트웨어 애플리케이션 플랫폼으로의 데이터 통합이 포함됩니다. 홈 네트워크 시스템에는 통신 온도 조절 장치 및 기타 가정 내 제어 장치가 포함됩니다. AMI는 또한 전체 전력 인프라를 업데이트하는 방향으로의 매우 "지능적인" 단계를 제공합니다.
AMI 기술 간의 인터페이스는 아래 그림 1에 시각적으로 묘사되어 있습니다.
스마트 미터는 소비자 수준에서 소비 정보와 서비스 제공업체에 정보를 제공합니다. 소비자가 에너지 사용에 대해 더 의식하도록 돕기 위해 스마트 미터는 가정 내 디스플레이와 연결됩니다. 또한 스마트 온도 조절 장치와 같은 부하 제어 장치는 서비스 제공업체가 제공하는 전기 가격에 대한 정보를 통해 이전에 설정된 소비자 가격 선호도에 따라 전기 수요를 수정할 수 있습니다. 이러한 경제적 지표를 기반으로 더 정교한 고객은 분산 에너지 자원(DER)을 구축합니다. 또한 소비자 포털은 AMI 데이터를 처리하여 더 스마트한 에너지 사용 선택을 가능하게 하고 선불과 같은 대화형 서비스도 제공합니다.
운영, 경제 및 고객 서비스를 개선하기 위해 서비스 제공업체(유틸리티)는 신규, 개선 또는 기존 백오피스 시스템을 사용하여 AMI 데이터를 수집하고 분석합니다. 예를 들어 AMI는 고객 정전 및 전력 품질에 대한 빠른 입력을 제공하여 서비스 제공업체가 그리드 문제를 신속하게 수정할 수 있도록 합니다. 또한 스테이션 및 회로 수준의 그리드 자동화는 AMI의 양방향 통신 인프라에 의해 지원됩니다. AMI에서 제공되는 막대한 양의 새로운 데이터를 통해 유틸리티 자산 관리가 개선되고 자산 유지 관리, 추가 및 교체 계획이 개선됩니다. AMI의 수많은 장점 중 하나는 그리드의 향상된 안정성과 효율성입니다.
AMI가 필요한 이유?
AMI 구축 및 데이터 증가
그림 2.
AMI에 사용할 수 있는 기술 옵션은 무엇입니까?
AMI 시스템은 하나의 장치로 작동하도록 결합된 다양한 기술 및 프로그램으로 구성됩니다.
• 스마트 미터
• 광역 통신 인프라
• 가정(로컬) 영역 네트워크(HAN)
• 미터 데이터 관리 시스템(MDMS)
• 운영 게이트웨이
스마트 미터
대부분의 역사에서 기존의 전기 기계식 미터는 유틸리티 금전 등록기 역할을 했습니다. 주거 수준에서 이러한 미터는 일반적으로 한 달인 주어진 기간 동안 소비된 총 에너지 양만 기록했습니다. 스마트 미터는 다음의 대부분 또는 전부를 포함하여 다양한 작업을 수행할 수 있는 솔리드 스테이트 프로그래밍 가능 장치입니다.
• 시간 기반 가격 책정
• 소비자 및 유틸리티에 대한 소비 데이터
• 순 계량 • 전력 손실(및 복원) 알림
• 원격 켜기/끄기 작업
• "불량 지불" 또는 수요 응답 목적을 위한 부하 제한
• 에너지 선불
• 전력 품질 모니터링
• 변조 및 에너지 절도 감지
스마트 미터는 또한 배출량과 탄소 배출량을 줄일 수 있는 수요 반응을 허용하기 때문에 그린 미터입니다. 정보 피드백은 소비자가 사용량을 줄이게 하는 것으로 나타났기 때문에 더 큰 에너지 효율성을 촉진합니다.
통신 인프라
AMI 통신 인프라는 유틸리티, 소비자 및 제어할 수 있는 전기 부하 간의 지속적인 상호 작용을 가능하게 합니다. 안전을 유지하면서 개방형 양방향 통신 표준을 사용해야 합니다. AMI를 넘어 수많은 최신 그리드 기능의 기반 역할을 할 수 있습니다. 여러 미터 그룹에서 데이터를 수집하고 백홀 채널을 통해 중앙 서버로 전송하는 로컬 집중 장치는 가장 일반적인 아키텍처 중 하나입니다. 이 아키텍처의 일부 또는 전부를 제공하는 데 여러 매체를 고려할 수 있습니다.
• 전력선 반송파(PLC)
• 광대역 전력선(BPL)
• 구리 또는 광섬유
• 무선(무선 주파수), 중앙 집중식 또는 분산형 메시
• 인터넷
• 위의 조합
홈 영역 네트워크(HAN)
HAN은 스마트 미터를 제어 가능한 전기 장치에 연결하기 위해 소비자 포털과 통신합니다. 에너지 관리 기능에는 다음이 포함될 수 있습니다.
• 가정 내 디스플레이를 통해 소비자는 항상 사용 중인 에너지의 양과 비용을 알 수 있습니다.
• 소비자 입력 선호도에 따른 가격 신호에 대한 반응
• 유틸리티 또는 로컬 제어 작업을 소비자 지정 대역으로 제한하는 설정점
• 지속적인 소비자 개입 없이 부하 제어
HAN/소비자 포털은 소비자의 "에이전트" 역할을 함으로써 시장에 대한 스마트 인터페이스를 제공합니다. 또한 보안 모니터링과 같은 새로운 부가가치 서비스에도 도움이 될 수 있습니다.
미터 데이터 관리 시스템(MDMS)
MDMS는 다음과 같은 다른 정보 시스템(아래 운영 게이트웨이 참조)과의 상호 작용을 허용하는 분석 도구가 포함된 데이터베이스입니다.
• 소비자 정보 시스템(CIS), 청구 시스템 및 유틸리티 웹사이트
• 중단 관리 시스템(OMS)
• 전력 품질 관리 및 부하 예측을 위한 전사적 자원 계획(ERP) 시스템
• 지리 정보 시스템(GIS)
• 변압기 부하 관리(TLM)
• 모바일 인력 관리(MWM)
운영 게이트웨이
AMI는 다음과 같은 지원을 위해 다양한 시스템 측 애플리케이션(MDMS 포함)과 통신합니다.
고급 배전 운영(ADO)
• 배전 관리 시스템의 고급 센서(AMI 미터의 PQ 데이터 포함)
• 고급 중단 관리(AMI 미터 기반 실시간 중단 정보)
고급 송전 운영(ATO)
• 변전소 자동화
• 고속 정보 처리
• 고급 보호 및 제어(송전 조건을 개선하기 위한 배전 제어 포함) 미터)
고급 자산 관리(AAM)
AMI 데이터는 다음과 같은 방식으로 AAM에 도움이 됩니다.
• 시스템 운영 데이터
• 자산 "상태" 데이터
• 자산 활용을 최적화하기 위한 운영
• T&D 계획
이점
AMI의 장점은 수없이 많으며 다음과 같이 광범위하게 분류할 수 있습니다.
• 운영상의 이점 – AMI는 미터 판독 정확도를 높이고 에너지 도난을 감지하고 정전에 대응하여 전체 그리드에 도움이 되며 현장 미터 판독의 필요성을 없앱니다.
• 재정적 이점 – AMI는 장비 및 유지 관리 비용을 낮추고 정전 시 전기 서비스의 빠른 복원을 허용하고 청구 프로세스를 간소화하여 유틸리티, 수도 및 가스 회사에 재정적 이점을 제공합니다.
• 고객 이점 – AMI는 미터 고장을 조기에 감지하고 서비스 복원을 가속화하며 청구 정확도와 유연성을 개선하여 전기 고객에게 이점을 제공합니다. AMI는 또한 고객이 비용을 절약하고 에너지 소비를 관리하는 데 도움이 될 수 있는 시간 기반 요금 옵션을 제공합니다.
• 보안 이점 - AMI 기술은 시스템 리소스에 대한 개선된 모니터링을 가능하게 하여 그리드에 대한 잠재적인 사이버 테러리스트 네트워크 위협을 줄입니다.
도전 과제
• 높은 자본 비용: AMI의 전체 규모 구현에는 미터, 네트워크 인프라 및 네트워크 관리 소프트웨어를 포함한 모든 하드웨어 및 소프트웨어 요소를 구매해야 하며 정보 기술 시스템 및 계량 인프라를 설정하고 유지 관리하는 데 드는 비용도 포함됩니다.
• 통합: 고객 정보 시스템(CIS), 지리 정보 시스템(GIS), 중단 관리 시스템(OMS), 작업 관리(WMS), 모바일 인력 관리(MWM), SCADA/DMS, 배전 자동화 시스템(DAS) 등은 모두 AMI와 통합되어야 합니다. 기술의 복잡한 시스템입니다.
• 표준화: AMI 기반 그리드 시스템을 적절하게 연결하고 유지 관리하려면 AMI 기술, 배포 및 일반 운영에 대한 보편적인 요구 사항을 설정하는 상호 운용성 표준을 만들어야 합니다.
결론
전기 에너지의 사용 및 전달에 있어 21세기에 중요한 기술 발전이 이루어졌습니다. 이러한 개선 사항이 직면한 어려움을 극복하려면 새로운 도구와 전략이 필요합니다. 이러한 도구 중 하나가 첨단 검침 인프라입니다. 소비자로부터 실시간 데이터 수집을 수행하고 데이터를 통신하며 실행 지침을 부하로 반환할 수 있는 인프라는 전자, 계측, 통신 및 데이터 처리의 발전 및 개발의 결과로 나타났습니다. 이 유용한 기술을 통해 운영자와 유틸리티 회사는 네트워크 상태에 대한 직접적인 지식을 통해 네트워크 성능을 계획하고 최적화할 수 있습니다. 고객과 공급자 모두 수집된 데이터를 소비 규제에 사용할 수 있습니다.
에너지 회사와 소비자는 AMI에서 제공하는 진단 및 알림 도구(예: 물 및 가스 네트워크의 누출 감지 또는 사이버 또는 물리적 공격 감지)를 사용하여 손상 예방 및 유지 관리 비용을 수백만 달러 절약할 수 있습니다. 모바일 앱을 통한 화재 감지, 알림 및 모니터링과 같은 최첨단 서비스의 잠재적 포함은 네트워크의 가치를 더욱 높이고 일반 대중의 SG 및 AMI에 대한 관심을 불러일으켰습니다. AMI의 또 다른 이점은 제공된 전기 및 통신된 정보에 대한 보안이 강화되었다는 것입니다. 또한 AMI는 사용자에게 소비 습관에 대한 더 많은 제어 권한을 부여합니다. 또한 보다 안정적이고 고품질의 전력을 제공합니다.
작성자:
Sonu Kumar Sah