효율성 증대 및 소비자 권한 부여: 지능형 계량 인프라(AMI) 혁명
AMI는 단일 기술 설치가 아닌 현재 및 미래의 유틸리티 프로세스 및 애플리케이션에 통합되어야 하는 완전한 인프라입니다.
이 인프라에는 스마트 미터, 미터에서 로컬 데이터 집중 장치로의 통신 네트워크, 기업 데이터 센터로의 백홀 통신 네트워크, 미터 데이터 관리 시스템(MDMS), 마지막으로 기존 및 새로운 소프트웨어 애플리케이션 플랫폼으로의 데이터 통합이 포함됩니다. 홈 네트워크 시스템에는 통신형 온도 조절 장치 및 기타 가정 내 제어 장치가 포함됩니다. AMI는 또한 전체 전력 인프라 업데이트 방향으로 매우 '지능적인' 단계를 제공합니다.
AMI 기술 간의 인터페이스는 아래 그림 1에 시각적으로 묘사되어 있습니다.
스마트 미터는 소비 수준에서 사용자 및 서비스 제공업체에 소비 정보를 제공합니다. 소비자가 에너지 사용에 대해 더 잘 인식할 수 있도록 스마트 미터는 가정 내 디스플레이와 연결됩니다. 또한 스마트 온도 조절 장치와 같은 부하 제어 장치는 서비스 제공업체가 제공하는 전기 요금에 대한 지식을 바탕으로 이전에 설정된 소비자 가격 선호도에 따라 전기 수요를 수정할 수 있습니다. 이러한 경제적 지표를 기반으로, 보다 정교한 고객은 분산 에너지 자원(DER)을 구축합니다. 또한 소비자 포털은 더 스마트한 에너지 사용 선택을 가능하게 하고 선불 결제와 같은 대화형 서비스를 제공하는 방식으로 AMI 데이터를 처리합니다.
운영, 경제성 및 고객 서비스를 개선하기 위해 서비스 제공업체(유틸리티)는 새로운, 개선된 또는 기존 백오피스 시스템을 사용하여 AMI 데이터를 수집하고 분석합니다. 예를 들어, AMI는 고객 정전 및 전력 품질에 대한 신속한 입력을 제공하여 서비스 제공업체가 그리드 문제를 신속하게 해결할 수 있도록 합니다. 또한 스테이션 및 회로 수준에서 그리드 자동화는 AMI의 양방향 통신 인프라에 의해 지원됩니다. AMI에서 제공되는 방대한 양의 새로운 데이터는 유틸리티 자산 관리 개선뿐만 아니라 자산 유지 관리, 추가 및 교체에 대한 더 나은 계획을 가능하게 합니다. AMI의 수많은 장점 중 하나는 그리드의 향상된 신뢰성과 효율성입니다.
왜 AMI인가?
AMI 배포 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 역사 동안 기존의 전기 기계식 미터는 유틸리티 현금 출납기로 사용되었습니다. 주거 수준에서 이러한 미터는 일반적으로 한 달 동안 소비된 총 에너지량을 기록했습니다. 스마트 미터는 다음을 포함하여 다양한 작업을 수행할 수 있는 고체형 프로그래밍 가능 장치입니다.
• 시간 기반 가격 책정
• 소비자 및 유틸리티용 소비 데이터
• 순 계량 • 전력 손실(및 복구) 알림
• 원격 켜기/끄기 작업
• ‘미납’ 또는 수요 응답 목적을 위한 부하 제한
• 에너지 선불 결제
• 전력 품질 모니터링
• 불법 사용 및 에너지 절도 감지
스마트 미터는 또한 배출 및 탄소 배출을 줄일 수 있는 수요 응답을 허용하기 때문에 친환경 미터입니다. 정보 피드백이 소비자의 사용량 감소를 유발하는 것으로 나타났기 때문에 에너지 효율성을 높입니다.
통신 인프라
TheAMI통신 인프라는 유틸리티, 소비자 및 제어 가능한 전기 부하 간의 지속적인 상호 작용을 가능하게 합니다. 이는 고도로 안전하게 유지하면서 개방형 양방향 통신 표준을 사용해야 합니다. AMI 외에도 다양한 현대 그리드 기능의 기반이 될 가능성이 있습니다. 미터 그룹에서 데이터를 수집하여 백홀 채널을 통해 중앙 서버로 전송하는 로컬 집중 장치가 가장 일반적인 아키텍처 중 하나입니다. 이 아키텍처의 일부 또는 전부를 제공하기 위해 여러 매체를 고려할 수 있습니다.
• 전력선 통신(PLC)
• 광대역 과전력선(BPL)
• 구리 또는 광섬유
• 무선(무선 주파수), 중앙 집중식 또는 분산형 메시
• 인터넷
• 위의 조합
가정 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 사용 중인 에너지량과 비용을 항상 인식할 수 있습니다.
• 소비자 입력 기본 설정에 따른 가격 신호에 대한 응답성
• 소비자 지정 대역으로 유틸리티 또는 로컬 제어 작업을 제한하는 설정 포인트
• 지속적인 소비자 참여 없이 부하 제어
HAN/소비자 포털은 소비자의 '에이전트' 역할을 함으로써 시장에 대한 스마트 인터페이스를 제공합니다. 또한 보안 모니터링과 같은 새로운 부가 가치 서비스에도 도움이 될 수 있습니다.
미터 데이터 관리 시스템(MDMS)
MDMS는 아래 나열된 것과 같은 다른 정보 시스템(아래의 운영 게이트웨이 참조)과의 상호 작용을 허용하는 분석 도구를 포함하는 데이터베이스입니다.
• 소비자 정보 시스템 (CIS), 청구 시스템 및 유틸리티 웹사이트
• 정전 관리 시스템 (OMS)
• 전력 품질 관리 및 부하 예측을 위한 전사적 자원 관리 (ERP) 시스템
• 지리 정보 시스템 (GIS)
• 변압기 부하 관리 (TLM)
• 이동 작업 관리 (MWM)
운영 게이트웨이
AMI는 다음과 같은 작업을 지원하기 위해 다양한 시스템 측 애플리케이션 (MDMS 포함)과 통신합니다.
고급 배전 운영 (ADO)
• 배전 관리 시스템의 고급 센서 (AMI 미터의 PQ 데이터 포함)
• 고급 정전 관리 (AMI 미터 기반 실시간 정전 정보)
고급 송전 운영 (ATO)
• 변전소 자동화
• 고속 정보 처리
• 고급 보호 및 제어 (송전 상태 개선을 위한 배전 제어 포함) 미터)
고급 자산 관리 (AAM)
AMI 데이터는 AAM을 다음과 같은 방식으로 지원합니다.
• 시스템 운영 데이터
• 자산 “상태” 데이터
• 자산 활용 최적화를 위한 운영
• T&D 계획
혜택
AMI의 장점은 다양하며 다음과 같이 광범위하게 분류할 수 있습니다.
• 운영상의 이점 – AMI는 미터 판독 정확도 향상, 에너지 절도 감지, 정전 대응을 통해 전체 그리드에 도움이 되며 현장 미터 판독의 필요성을 없애줍니다.
• 재정적 이점 – AMI는 장비 및 유지 보수 비용 절감, 정전 시 전기 서비스 복구 시간 단축, 청구 프로세스 간소화를 통해 유틸리티, 수도 및 가스 회사에 재정적 이점을 제공합니다.
• 고객의 이점 – AMI는 미터 고장 조기 감지, 서비스 복구 시간 단축, 청구 정확도 및 유연성 향상을 통해 전기 고객에게 도움이 됩니다. AMI는 또한 고객이 비용을 절감하고 에너지 소비를 관리하는 데 도움이 될 수 있는 시간 기반 요금 옵션을 제공합니다.
• 보안상의 이점 - AMI 기술은 시스템 리소스에 대한 향상된 모니터링을 통해 그리드에 대한 잠재적인 사이버 테러리스트 네트워크 위협을 줄여줍니다.
과제
• 높은 자본 비용: AMI의 전체 구현에는 미터, 네트워크 인프라, 네트워크 관리 소프트웨어를 포함한 모든 하드웨어 및 소프트웨어 요소 구매와 정보 기술 시스템 및 계량 인프라 설정 및 유지 관리 비용이 필요합니다.
• 통합: 고객 정보 시스템 (CIS), 지리 정보 시스템 (GIS), 정전 관리 시스템 (OMS), 작업 관리 (WMS), 이동 작업 관리 (MWM), SCADA/DMS, 배전 자동화 시스템 (DAS) 등은 모두 AMI와 통합되어야 합니다. 이는 복잡한 기술 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 21세기에는 상당한 기술 발전이 이루어졌습니다. 이러한 개선이 직면한 어려움을 극복하려면 새로운 도구와 전략이 필요합니다. 이러한 도구 중 하나가 고급 계량 인프라입니다. 소비자의 실시간 데이터 수집, 데이터 통신, 부하에 대한 실행 지침 반환을 수행할 수 있는 인프라는 전자, 계측, 통신 및 데이터 처리의 발달과 발전에 따라 나타났습니다. 이 유용한 기술을 통해 운영자와 유틸리티 회사는 네트워크 상태에 대한 직접적인 지식을 통해 네트워크 성능을 계획하고 최적화할 수 있습니다. 소비자와 제공자 모두 소비 규제를 위해 수집된 데이터를 사용할 수 있습니다.
에너지 회사와 소비자는 누수 감지와 같은 AMI에서 제공하는 진단 및 알림 도구를 사용하여 수백만 달러의 피해 방지 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있습니다. 수도 및 가스 네트워크의 누수 감지 또는 사이버 또는 물리적 공격 감지. 모바일 앱을 통한 화재 감지, 알림 및 모니터링과 같은 최첨단 서비스의 잠재적인 포함은 네트워크의 가치를 더욱 향상시키고 일반 대중의 SG 및 AMI에 대한 관심을 끌었습니다. AMI의 또 다른 이점은 제공되는 전기 및 통신 정보에 대한 보안이 향상된다는 것입니다. 또한 AMI는 사용자에게 소비 습관에 대한 더 많은 제어 권한을 부여합니다. 또한 더 안정적이고 고품질의 전력을 제공합니다.
작성자:
Sonu Kumar Sah