효율성 증대 및 소비자 역량 강화: 첨단 검침 인프라(AMI) 혁명
AMI는 단순한 기술 설치가 아니라 현재와 미래의 유틸리티 프로세스 및 애플리케이션에 통합되어야 하는 완벽한 인프라입니다.
이 인프라에는 스마트 미터, 미터에서 로컬 데이터 집중 장치로 연결되는 통신 네트워크, 기업 데이터 센터로 연결되는 백홀 통신 네트워크, 미터 데이터 관리 시스템(MDMS), 마지막으로 기존 및 새로운 소프트웨어 애플리케이션 플랫폼으로의 데이터 통합이 포함됩니다. 가정 네트워크 시스템에는 통신 온도 조절 장치 및 기타 가정 내 제어 장치가 포함됩니다. AMI는 또한 전체 전력 인프라를 업데이트하는 데 있어 매우 "지능적인" 단계를 제공합니다.
AMI 기술 간의 인터페이스는 아래 그림 1에 시각적으로 묘사되어 있습니다.
스마트 미터는 소비자 수준에서 사용자와 서비스 제공업체에 소비 정보를 제공합니다. 소비자가 에너지 사용에 대해 더 잘 인식하도록 돕기 위해 스마트 미터는 가정 내 디스플레이와 연결됩니다. 또한 스마트 온도 조절 장치와 같은 부하 제어 장치는 서비스 제공업체가 제공하는 전기 요금에 대한 지식 덕분에 이전에 설정된 소비자 가격 선호도에 따라 전력 수요를 수정할 수 있습니다. 더 정교한 고객은 이러한 경제적 지표를 기반으로 분산 에너지 자원(DER)을 구축합니다. 또한 소비자 포털은 더 스마트한 에너지 사용 선택을 가능하게 하고 선불과 같은 대화형 서비스까지 제공하는 방식으로 AMI 데이터를 처리합니다.
운영, 경제성 및 고객 서비스를 개선하기 위해 서비스 제공업체(유틸리티)는 새롭고 개선되거나 기존의 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 인프라에서 지원됩니다. AMI에서 제공되는 막대한 양의 새로운 데이터를 통해 유틸리티 자산 관리가 개선되고 자산 유지 관리, 추가 및 교체에 대한 계획이 개선됩니다. AMI의 수많은 장점 중 하나는 그리드의 향상된 안정성과 효율성입니다.
AMI가 필요한 이유?
AMI 배포 및 데이터 증가
그림 2.
AMI에 사용할 수 있는 기술 옵션은 무엇입니까?
AMI 시스템은 하나의 장치로 작동하도록 결합된 다양한 기술과 프로그램으로 구성됩니다.
• 스마트 미터
• 광역 통신 인프라
• 가정(로컬) 영역 네트워크(HAN)
• 미터 데이터 관리 시스템(MDMS)
• 운영 게이트웨이
스마트 미터
대부분의 역사에서 기존의 전자 기계식 미터는 유틸리티 금전 등록기 역할을 했습니다. 주거 수준에서 이러한 미터는 일반적으로 한 달인 주어진 기간 동안 소비된 총 에너지 양만 기록했습니다. 스마트 미터는 다음을 포함하여 다양한 작업을 수행할 수 있는 솔리드 스테이트 프로그래밍 가능 장치입니다.
• 시간 기반 가격 책정
• 소비자와 유틸리티를 위한 소비 데이터
• 순 계량 • 전력 손실(및 복원) 알림
• 원격 켜기/끄기 작업
• "불량 지불" 또는 수요 반응 목적의 부하 제한
• 에너지 선불
• 전력 품질 모니터링
• 변조 및 에너지 도난 감지
스마트 미터는 또한 배출량과 탄소 배출량을 줄일 수 있는 수요 반응을 허용하기 때문에 친환경 미터입니다. 정보 피드백으로 인해 소비자가 사용량을 줄인다는 것이 입증되었기 때문에 에너지 효율성을 높입니다.
통신 인프라
AMI 통신 인프라는 유틸리티, 소비자 및 제어할 수 있는 전력 부하 간의 지속적인 상호 작용을 가능하게 합니다. 매우 안전한 상태를 유지하면서 개방형 양방향 통신 표준을 사용해야 합니다. AMI를 넘어 수많은 최신 그리드 기능의 기반 역할을 할 가능성이 있습니다. 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 고려할 수 있는 몇 가지 미디어는 다음과 같습니다.
• 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 에너지 양과 비용을 알 수 있습니다.
• 소비자가 입력한 선호도를 기반으로 한 가격 신호에 대한 응답성
• 유틸리티 또는 로컬 제어 작업을 소비자가 지정한 대역으로 제한하는 설정점
• 지속적인 소비자 참여 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 아래 나열된 것과 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
• 정전 관리 시스템(OMS)
• 전력 품질 관리 및 부하 예측을 위한 전사적 자원 관리(ERP) 시스템
• 지리 정보 시스템(GIS)
• 변압기 부하 관리(TLM)
• 모바일 인력 관리(MWM)
운영 게이트웨이
AMI는 다음을 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 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 이점은 수없이 많으며 다음과 같이 광범위하게 분류할 수 있습니다.
• 운영상의 이점 – AMI는 미터 판독 정확도를 개선하고 에너지 도난을 감지하며 정전에 대응하는 동시에 현장 미터 판독의 필요성을 없애 전체 그리드에 이점을 제공합니다.
• 재정적 이점 – AMI는 장비 및 유지 관리 비용을 낮추고 정전 중 전기 서비스의 더 빠른 복원을 허용하며 청구 프로세스를 간소화하여 유틸리티, 수도 및 가스 회사에 재정적 이점을 제공합니다.
• 고객 이점 – AMI는 미터 오류를 조기에 감지하고 서비스 복원을 가속화하며 청구 정확성 및 유연성을 개선하여 전기 고객에게 이점을 제공합니다. AMI는 또한 시간 기반 요금 옵션을 제공하여 고객이 비용을 절약하고 에너지 소비를 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 보안 이점 - AMI 기술은 시스템 리소스에 대한 향상된 모니터링을 가능하게 하여 그리드에 대한 잠재적인 사이버 테러리스트 네트워크 위협을 줄입니다.
과제
• 높은 자본 비용: AMI를 완전히 구현하려면 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 필요합니다.
• 통합: 고객 정보 시스템(CIS), 지리 정보 시스템(GIS), 정전 관리 시스템(OMS), 작업 관리(WMS), 모바일 인력 관리(MWM), SCADA/DMS, 배전 자동화 시스템(DAS) 등은 모두 AMI와 통합되어야 합니다. 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
21세기에 전기 에너지의 사용 및 전달에 있어 상당한 기술 발전이 이루어졌습니다. 이러한 개선 사항이 직면한 어려움을 극복하려면 새로운 도구와 전략이 필요합니다. 그러한 도구 중 하나가 고급 계량 인프라입니다. 소비자로부터 실시간 데이터 수집을 수행하고, 데이터를 통신하며, 실행 지침을 부하로 반환할 수 있는 인프라가 전자, 계측, 통신 및 데이터 처리의 발전과 개발의 결과로 나타났습니다. 이 유용한 기술의 도움으로 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 도구를 사용하여 손상 방지 및 유지 관리 비용으로 수백만 달러를 절약할 수 있습니다(예: 수도 및 가스 네트워크의 누출 감지 또는 사이버 또는 물리적 공격 감지). 모바일 앱을 통한 화재 감지, 알림 및 모니터링과 같은 최첨단 서비스의 잠재적 포함은 네트워크의 가치를 더욱 향상시키고 SG 및 AMI에 대한 일반 대중의 관심을 끌었습니다. AMI의 또 다른 이점은 제공된 전기 및 통신된 정보에 대한 보안이 향상된다는 것입니다. 또한 AMI는 사용자에게 소비 습관에 대한 더 많은 제어권을 제공합니다. 또한 보다 안정적이고 고품질의 전력을 제공합니다.
저자:
Sonu Kumar Sah