Раскрытие эффективности и расширение прав и возможностей потребителей: революция передовой инфраструктуры учета (AMI)
AMI — это полноценная инфраструктура, которая должна быть интегрирована как в текущие, так и в будущие коммунальные процессы и приложения, а не быть единичной технологической установкой.
Эта инфраструктура включает в себя интеллектуальные счетчики, сети связи от счетчиков до локальных концентраторов данных, магистральные сети связи с корпоративными центрами обработки данных, системы управления данными счетчиков (MDMS) и, наконец, интеграцию данных в существующие и новые платформы программных приложений. Домашние сетевые системы включают в себя термостаты с возможностью связи и другие элементы управления в доме. AMI также предлагает высоко «интеллектуальный» шаг в направлении обновления всей энергетической инфраструктуры.
Интерфейсы 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 лучше осознавать свое энергопотребление, интеллектуальные счетчики подключаются к домашним дисплеям. Кроме того, устройства управления нагрузкой, такие как интеллектуальные термостаты, могут изменять потребление электроэнергии в зависимости от ранее установленных ценовых предпочтений потребителей благодаря информации об электрических ценах, предоставляемой поставщиком услуг. На основе этих экономических показателей более искушенные клиенты создают распределенные энергетические ресурсы (DER). Кроме того, потребительские порталы обрабатывают данные AMI таким образом, чтобы обеспечить более разумный выбор энергопотребления и даже предлагают интерактивные услуги, такие как предоплата.
Чтобы улучшить операции, экономику и обслуживание клиентов, поставщик услуг (коммунальное предприятие) использует новые, улучшенные или существующие внутренние системы для сбора и анализа данных AMI. AMI, например, предлагает быстрый ввод данных об отключениях электроэнергии у клиентов и качестве электроэнергии, что позволяет поставщику услуг быстро устранять проблемы в сети. Кроме того, автоматизация сети на уровне станции и цепи поддерживается инфраструктурой двусторонней связи AMI. Огромный объем новых данных, поступающих от AMI, позволяет лучше управлять активами коммунального предприятия, а также лучше планировать обслуживание, добавление и замену активов. Одним из многочисленных преимуществ AMI является повышенная надежность и эффективность 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 бытовом уровне эти счетчики просто регистрировали общее количество энергии, потребленной за определенный период времени, который обычно составлял месяц. Интеллектуальные счетчики — это твердотельные программируемые устройства, которые могут выполнять множество функций, включая большинство или все из следующих:
• Ценообразование по времени
• Данные о потреблении для потребителя и коммунального предприятия
• Чистый учет • Уведомление об отключении (и восстановлении) электроэнергии
• Удаленное включение/выключение
• Ограничение нагрузки для «плохой оплаты» или целей реагирования на спрос
• Предоплата за электроэнергию
• Контроль качества электроэнергии
• Обнаружение несанкционированного доступа и кражи электроэнергии
Интеллектуальный счетчик также является экологически чистым счетчиком, поскольку он позволяет реагировать на спрос, что может снизить выбросы и выбросы углекислого газа. Он способствует повышению энергоэффективности, поскольку было доказано, что обратная связь с информацией заставляет потребителей сокращать потребление.
ИНФРАСТРУКТУРА СВЯЗИ
Инфраструктура связи AMI обеспечивает непрерывное взаимодействие между коммунальным предприятием, потребителем и электрической нагрузкой, которой можно управлять. Она должна использовать открытые стандарты двусторонней связи, оставаясь при этом очень безопасной. Помимо AMI, она может служить основой для множества современных функций сети. Локальные концентраторы, которые собирают данные с групп счетчиков и передают их на центральный сервер по магистральному каналу, являются одной из наиболее распространенных архитектур. Для обеспечения части или всей этой архитектуры можно рассмотреть несколько сред:
• Передача по линиям электропередач (PLC)
• Широкополосная передача по линиям электропередач (BPL)
• Медная или оптическая оптоволоконная связь
• Беспроводная (радиочастотная) связь, централизованная или распределенная ячеистая сеть
• Интернет
• Комбинации вышеперечисленного
ДОМАШНИЕ СЕТИ (HAN)
HAN взаимодействует с потребительским порталом для подключения интеллектуальных счетчиков к управляемым электрическим устройствам. Ее функции управления энергопотреблением могут включать следующее:
• Домашние дисплеи, чтобы потребитель всегда знал, сколько энергии потребляется и сколько это стоит.
• Реагирование на ценовые сигналы на основе предпочтений, введенных потребителем
• Уставки, которые ограничивают действия коммунального предприятия или местного контроля заданным потребителем диапазоном
• Управление нагрузкой без постоянного участия потребителя
Действуя как «агент» потребителя, портал HAN/потребитель обеспечивает интеллектуальный интерфейс с рынком. 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. раздел «Операционные шлюзы» ниже), такими как перечисленные ниже:
• Информационная система потребителей (CIS), системы выставления счетов и веб-сайты коммунальных предприятий
• Система управления отключениями (OMS)
• Системы планирования ресурсов предприятия (ERP) для управления качеством электроэнергии и прогнозирования нагрузки
• Географическая информационная система (ГИС)
• Управление нагрузкой трансформаторов (TLM)
• Управление мобильной рабочей силой (MWM)
ОПЕРАЦИОННЫЕ ШЛЮЗЫ
AMI взаимодействует с различными системными приложениями (включая MDMS) для поддержки:
Расширенные операции распределения (ADO)
• Усовершенствованные датчики в системе управления распределением (включая данные PQ со счетчиков AMI)
• Усовершенствованное управление отключениями (информация об отключениях в режиме реального времени на основе счетчиков AMI)
Расширенные операции передачи (ATO)
• Автоматизация подстанций
• Высокоскоростная обработка информации
• Расширенная защита и контроль (включая управление распределением для улучшения условий передачи) счетчики)
Расширенное управление активами (AAM)
Данные AMI помогут AAM следующим образом:
• Данные об операциях системы
• Данные о «состоянии» активов
• Операции по оптимизации использования активов
• Планирование T&D
Преимущества
Преимущества AMI многочисленны и могут быть в целом классифицированы следующим образом:
• Операционные преимущества — AMI приносит пользу всей сети, повышая точность показаний счетчиков, обнаруживая кражу электроэнергии и реагируя на отключения электроэнергии, и все это без необходимости считывания показаний счетчиков на месте.
• Финансовые преимущества — AMI предоставляет финансовые преимущества коммунальным, водо- и газовым компаниям за счет снижения затрат на оборудование и техническое обслуживание, что позволяет быстрее восстанавливать электроснабжение во время отключений и упрощает процесс выставления счетов.
• Преимущества для клиентов — AMI приносит пользу потребителям электроэнергии, позволяя заблаговременно обнаруживать неисправности счетчиков, быстрее восстанавливать обслуживание и повышать точность и гибкость выставления счетов. AMI также предоставляет тарифные опции, основанные на времени, которые могут помочь клиентам сэкономить деньги и управлять своим энергопотреблением.
• Преимущества в области безопасности — технология AMI позволяет улучшить мониторинг системных ресурсов, снижая потенциальные сетевые угрозы кибертеррористов для сети.
Проблемы
• Высокие капитальные затраты: полномасштабное внедрение AMI требует приобретения всех аппаратных и программных элементов, включая счетчики, сетевую инфраструктуру и программное обеспечение для управления сетью, в дополнение к затратам на настройку и обслуживание информационных технологий и инфраструктуры учета.
• Интеграция: Информационные системы клиентов (CIS), географические информационные системы (GIS), системы управления отключениями (OMS), системы управления работой (WMS), системы управления мобильной рабочей силой (MWM), SCADA/DMS, системы автоматизации распределения (DAS) и т. д. должны быть интегрированы с AMI, сложной системой технологий.
• Стандартизация: для правильного подключения и обслуживания сетевой системы на основе AMI необходимо создать стандарты совместимости, которые устанавливают универсальные требования к технологии AMI, развертыванию и общим операциям.
Заключение
В XXI веке были достигнуты значительные технологические достижения в использовании и доставке электроэнергии. Для преодоления трудностей, 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 режиме реального времени от потребителей, передавать данные и возвращать исполнительные директивы нагрузкам, проявилась в результате достижений и разработок в области электроники, приборостроения, связи и обработки 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. Оба конца — потребитель и поставщик — могут использовать собранные данные для регулирования потребления.
Энергетические компании и потребители могут сэкономить миллионы долларов на предотвращении ущерба и затратах на техническое обслуживание, используя инструменты диагностики и уведомлений, предлагаемые AMI, такие как обнаружение утечек в водопроводных и газовых сетях 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 вызвало интерес у широкой публики к SG и AMI. Еще одним преимуществом AMI является повышенная безопасность предоставляемой электроэнергии и передаваемой информации. Кроме того, AMI дает пользователям больше контроля над их привычками потребления. Кроме того, он обеспечивает более стабильную и высококачественную электроэнергию.
Автор:
Сону Кумар Сах