Раскрытие эффективности и расширение возможностей потребителей: революция расширенной инфраструктуры учета (AMI)
AMIпредставляет собой полностью оборудованную инфраструктуру, которую необходимо интегрировать как в текущие, так и в будущие процессы и приложения коммунальных предприятий, а не является отдельной технологической установкой.
Эта инфраструктура включает в себя интеллектуальные счетчики, коммуникационные сети от счетчиков к локальным концентраторам данных, магистральные коммуникационные сети к корпоративным центрам обработки данных, системы управления данными счетчиков (MDMS) и, наконец, интеграцию данных в существующие и новые программные платформы приложений. Системы домашней сети включают коммуникационные термостаты и другие внутридомовые средства управления. AMI также предлагает высоко «интеллектуальный» шаг в направлении обновления всей энергетической инфраструктуры.
Взаимодействия между технологиями AMI наглядно представлены на рисунке 1 ниже:
Интеллектуальные счетчики предоставляют информацию о потреблении пользователю и поставщику услуг на уровне потребителя. Чтобы помочь потребителям осознать потребление энергии, интеллектуальные счетчики подключаются к внутридомовым дисплеям. Кроме того, устройства управления нагрузкой, такие как интеллектуальные термостаты, могут изменять спрос на электроэнергию в зависимости от ранее установленных потребительских ценовых предпочтений благодаря знанию о ценообразовании на электроэнергию, предоставляемому поставщиком услуг. Основываясь на этих экономических показателях, более продвинутые клиенты создают распределенные энергетические ресурсы (DER). Кроме того, потребительские порталы обрабатывают данные AMI таким образом, что это позволяет принимать более разумные решения об использовании энергии и даже предлагает интерактивные услуги, такие как предоплата.
Чтобы улучшить операции, экономику и обслуживание клиентов, поставщик услуг (коммунальное предприятие) использует новые, улучшенные или существующие бэк-офисные системы для сбора и анализа данных AMI. AMI, например, предлагает быструю информацию о сбоях у клиентов и качестве электроэнергии, что позволяет поставщику услуг быстро устранять проблемы в сети. Кроме того, двунаправленная коммуникационная инфраструктура AMI поддерживает автоматизацию сети на уровне подстанций и линий. Огромный объем новых данных, поступающих от AMI, позволяет улучшить управление активами коммунальных предприятий, а также лучше планировать обслуживание, добавление и замену активов. Одним из многочисленных преимуществ AMI является повышение надежности и эффективности сети.
Почему AMI?
РАЗВЕРТЫВАНИЕ AMI И РОСТ ДАННЫХ
Рисунок 2.
КАКИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ ДОСТУПНЫ ДЛЯ AMI?
Система AMI состоит из различных технологий и программ, которые были объединены для работы как единое целое:
• Интеллектуальные счетчики
• Инфраструктура широкополосной связи
• Домашние (локальные) сети (HAN)
• Системы управления данными счетчиков (MDMS)
• Операционные шлюзы
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СЧЕТЧИКИ
На протяжении большей части своей истории обычные электромеханические счетчики служили кассовым аппаратом коммунального предприятия. На уровне домохозяйств эти счетчики просто регистрировали общее количество потребленной энергии за определенный период времени, который обычно составлял месяц. Интеллектуальные счетчики - это твердотельные программируемые устройства, которые могут выполнять различные функции, включая большинство или все следующие:
• Тарификация по времени
• Данные о потреблении для потребителя и коммунального предприятия
• Чистый учет • Уведомление о потере (и восстановлении) электроэнергии
• Удаленное включение / выключение операций
• Ограничение нагрузки для целей «плохой оплаты» или реагирования на спрос
• Предоплата электроэнергии
• Мониторинг качества электроэнергии
• Обнаружение несанкционированного доступа и хищения электроэнергии
Интеллектуальный счетчик также является экологичным счетчиком, поскольку он позволяет реагировать на спрос, что может снизить выбросы и выбросы углерода. Это способствует повышению энергоэффективности, поскольку было показано, что обратная связь с информацией заставляет потребителей сокращать потребление.
КОММУНИКАЦИОННАЯ ИНФРАСТРУКТУРА
TheAMIкоммуникационная инфраструктура обеспечивает непрерывное взаимодействие между коммунальным предприятием, потребителем и электрической нагрузкой, которой можно управлять. Она должна использовать открытые двунаправленные стандарты связи, оставаясь при этом высокозащищенной. Помимо AMI, она может служить основой для множества современных сетевых функций. Локальные концентраторы, которые собирают данные с групп счетчиков и передают их на центральный сервер через магистральный канал, являются одной из наиболее распространенных архитектур. Для предоставления части или всей этой архитектуры можно рассмотреть несколько носителей:
• Передача по силовым линиям (PLC)
• Широкополосная передача по силовым линиям (BPL)
• Медный или оптический кабель
• Беспроводная связь (радиочастотная), либо централизованная, либо распределенная ячеистая
• Интернет
• Комбинации вышеперечисленного
ДОМАШНИЕ СЕТИ (HAN)
HAN взаимодействует с потребительским порталом, чтобы подключать интеллектуальные счетчики к управляемым электрическим устройствам. Ее функции управления энергопотреблением могут включать следующее:
• Внутридомовые дисплеи, чтобы потребитель всегда был в курсе того, сколько энергии используется и сколько это стоит.
• Реакция на ценовые сигналы на основе введенных потребителем предпочтений
• Заданные значения, которые ограничивают действия коммунальных предприятий или локального управления заданным потребителем диапазоном
• Управление нагрузкой без постоянного участия потребителя
Действуя в качестве «агента» потребителя, HAN/потребительский портал предоставляет интеллектуальный интерфейс к рынку. Он также может помочь с новыми услугами с добавленной стоимостью, такими как мониторинг безопасности.
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ СЧЕТЧИКОВ (MDMS)
MDMS - это база данных, которая включает в себя аналитические инструменты, позволяющие взаимодействовать с другими информационными системами (см. Операционные шлюзы ниже), например, перечисленными ниже:
• Система информации о потребителях (СИП), биллинговые системы и веб-сайты коммунальных предприятий
• Система управления отказами (СУО)
• Системы планирования ресурсов предприятия (ERP) для управления качеством электроэнергии и прогнозирования нагрузки
• Геоинформационная система (ГИС)
• Управление нагрузкой трансформаторов (УНТ)
• Управление мобильной рабочей силой (УМРС)
ОПЕРАТИВНЫЕ ШЛЮЗЫ
AMI взаимодействует с различными приложениями на стороне системы (включая MDMS) для поддержки:
Передовые операции распределения (ПОО)
• Передовые датчики в системе управления распределением (включая данные о качестве электроэнергии от счетчиков AMI)
• Передовое управление отказами (информация об отказах в реальном времени на основе счетчиков AMI)
Передовые операции передачи (ПОП)
• Автоматизация подстанций
• Высокоскоростная обработка информации
• Передовая защита и управление (включая управление распределением для улучшения условий передачи) счетчики)
Передовое управление активами (ПУА)
Данные AMI помогут ПУА следующими способами:
• Оперативные данные системы
• Данные о «состоянии» актива
• Операции для оптимизации использования активов
• Планирование передачи и распределения
Преимущества
Преимущества AMI многочисленны и могут быть широко классифицированы следующим образом:
• Операционные преимущества – AMI приносит пользу всей сети, повышая точность показаний счетчиков, обнаруживая хищения электроэнергии и реагируя на отключения электроэнергии, и все это без необходимости выездного снятия показаний счетчиков.
• Финансовые преимущества – AMI предоставляет финансовые преимущества коммунальным предприятиям, водоканалам и газовым компаниям за счет снижения затрат на оборудование и техническое обслуживание, обеспечения более быстрого восстановления электроснабжения во время отключений и упрощения процесса выставления счетов.
• Преимущества для клиентов – AMI приносит пользу потребителям электроэнергии, рано обнаруживая сбои счетчиков, обеспечивая более быстрое восстановление обслуживания и повышая точность и гибкость выставления счетов. AMI также предоставляет варианты тарифов, зависящих от времени, которые могут помочь клиентам сэкономить деньги и управлять своим энергопотреблением.
• Преимущества безопасности – технология AMI позволяет улучшить мониторинг системных ресурсов, снижая потенциальные кибертеррористические угрозы сети.
Вызовы
• Высокие капитальные затраты: полномасштабное внедрение AMI требует закупки всех аппаратных и программных элементов, включая счетчики, сетевую инфраструктуру и программное обеспечение для управления сетью, в дополнение к затратам на настройку и обслуживание информационных технологических систем и инфраструктуры учета.
• Интеграция: Системы информации о потребителях (СИП), Геоинформационные системы (ГИС), Системы управления отказами (СУО), Управление работами (УР), Управление мобильной рабочей силой (УМРС), SCADA/DMS, Система автоматизации распределения (САР) и т. д. должны быть интегрированы с AMI, сложной системой технологий.
• Стандартизация: Для правильного подключения и обслуживания системы сети на основе AMI должны быть созданы стандарты интероперабельности, которые устанавливают универсальные требования к технологии AMI, развертыванию и общим операциям.
Заключение
В 21 веке были сделаны значительные технологические достижения в использовании и доставке электроэнергии. Чтобы преодолеть трудности, с которыми сталкиваются эти улучшения, необходимы новые инструменты и стратегии. Одним из таких инструментов является передовая инфраструктура учета. Инфраструктура, которая может выполнять сбор данных в реальном времени от потребителей, передавать данные и возвращать исполнительные директивы нагрузкам, проявилась в результате достижений и разработок в электронике, приборостроении, связи и обработке данных. С помощью этой полезной технологии операторы и коммунальные предприятия могут планировать и оптимизировать производительность своей сети, обладая информацией из первых рук о ее состоянии. Как потребитель, так и поставщик могли бы использовать собранные данные для регулирования потребления.
Энергетические компании и потребители могут сэкономить миллионы долларов на предотвращении ущерба и затратах на техническое обслуживание, используя диагностические инструменты и инструменты уведомлений, предлагаемые AMI, такие как обнаружение утечек в сетях водоснабжения и газоснабжения или обнаружение кибер- или физических атак. Потенциальное включение передовых услуг, таких как обнаружение пожара, уведомление и мониторинг через мобильные приложения, еще больше повысило ценность сетей и привлекло интерес широкой общественности к SG и AMI. Еще одним преимуществом AMI является улучшенная безопасность предоставляемой электроэнергии и передаваемой информации. Кроме того, AMI дает пользователям больше контроля над своими привычками потребления. Кроме того, он обеспечивает более стабильное и качественное электроснабжение.
Автор:
Сону Кумар Сах