释放效率并赋能消费者：高级计量基础设施 (AMI) 革命
AMI 是一种设备齐全的基础设施，必须集成到当前和未来的公用事业流程和应用中，而不是单一的技术安装。
该基础设施包括智能电表、从电表到本地数据集中器的通信网络、到公司数据中心的回程通信网络、电表数据管理系统 (MDMS)，以及最终将数据集成到现有和新的软件应用平台中。家庭网络系统包括通信恒温器和其他家庭控制装置。AMI 还在更新整个电力基础设施的方向上迈出了高度“智能化”的一步。
AMI 技术之间的接口如下图 1 所示：
智能电表在消费者层面为用户和服务提供商提供消费信息。为了帮助消费者更加了解他们的能源使用情况，智能电表与家庭显示器连接。此外，智能恒温器等负载控制设备可以根据先前设定的消费者价格偏好修改电力需求，这要归功于服务提供商提供的有关电价的知识。根据这些经济指标，更成熟的客户构建分布式能源 (DER)。此外，消费者门户以一种能够实现更智能的能源使用选择的方式处理 AMI 数据，甚至提供预付款等交互式服务。
为了改善运营、经济效益和客户服务，服务提供商（公用事业公司）使用新的、改进的或现有的后台系统来收集和分析 AMI 数据。例如，AMI 提供了关于客户停电和电力质量的快速输入，使服务提供商能够快速纠正电网问题。此外，AMI 的双向通信基础设施支持电站和电路级别的电网自动化。来自 AMI 的大量新数据可以更好地进行公用事业资产管理，以及更好地规划资产维护、增加和更换。AMI 的众多优势之一是提高了电网的可靠性和效率。
为什么选择 AMI？
AMI 部署和数据增长
图 2。
有哪些可用于 AMI 的技术选项？
AMI 系统由各种技术和程序组成，这些技术和程序组合在一起作为一个单元工作：
• 智能电表
• 广域通信基础设施
• 家庭（本地）区域网络 (HAN)
• 电表数据管理系统 (MDMS)
• 运营网关
智能电表
在其大部分历史中，传统的机电电表充当了公用事业现金登记机。在住宅层面，这些电表只是记录在给定的时间段内（通常是一个月）消耗的总能量。智能电表是固态可编程设备，可以执行各种操作，包括以下大多数或全部操作：
• 基于时间的定价
• 消费者和公用事业公司的消费数据
• 净计量 • 电力损失（和恢复）通知
• 远程开启/关闭操作
• 用于“坏账支付”或需求响应目的的负载限制
• 能源预付
• 电能质量监测
• 篡改和能源盗窃检测
智能电表也是一种绿色电表，因为它允许需求响应，从而可以减少排放和碳排放。它促进了更高的能源效率，因为信息反馈已被证明会导致消费者减少他们的用量。
通信基础设施
AMI 通信基础设施支持公用事业公司、消费者和可控电力负载之间的持续交互。它必须使用开放的双向通信标准，同时保持高度安全。除了 AMI 之外，它还有可能作为大量现代电网功能的基础。本地集中器是一种最常见的架构，它从成组的电表中收集数据，并通过回程信道将其传输到中央服务器。可以考虑使用多种介质来提供此架构的部分或全部：
• 电力线载波 (PLC)
• 宽带电力线 (BPL)
• 铜缆或光纤
• 无线（射频），集中式或分布式网状网络
• 互联网
• 以上组合
家庭区域网络 (HAN)
HAN 与消费者门户通信，以便将智能电表连接到可控的电气设备。其能源管理功能可能包括以下内容：
• 家庭显示器，以便消费者始终了解正在使用的能源量以及成本。
• 基于消费者输入偏好的对价格信号的响应
• 将公用事业或本地控制操作限制在消费者指定范围内的设定点
• 无需消费者持续参与的负载控制
通过充当消费者的“代理”，HAN/消费者门户为市场提供了一个智能界面。它还可以帮助提供新的增值服务，例如安全监控。
电表数据管理系统 (MDMS)
MDMS 是一个数据库，其中包含分析工具，这些工具允许与其他信息系统（参见下面的运营网关）进行交互，例如下面列出的那些：
• 消费者信息系统 (CIS)、计费系统和公用事业公司网站
• 停电管理系统 (OMS)
• 用于电能质量管理和负荷预测的企业资源规划 (ERP) 系统
• 地理信息系统 (GIS)
• 变压器负载管理 (TLM)
• 移动劳动力管理 (MWM)
运营网关
AMI 与各种系统侧应用程序（包括 MDMS）通信以支持：
高级配电运营 (ADO)
• 配电管理系统中的高级传感器（包括来自 AMI 电表的 PQ 数据）
• 高级停电管理（基于 AMI 电表的实时停电信息）
高级输电运营 (ATO)
• 变电站自动化
• 高速信息处理
• 高级保护和控制（包括配电控制以改善输电条件）电表）
高级资产管理 (AAM)
AMI 数据将通过以下方式帮助 AAM：
• 系统运营数据
• 资产“健康”数据
• 优化资产利用率的运营
• 输配电规划
优势
AMI 的优势有很多，可以大致分为以下几类：
• 运营优势 – AMI 通过提高抄表精度、检测能源盗窃和响应停电来使整个电网受益，同时无需现场抄表。
• 财务优势 – AMI 通过降低设备和维护成本、允许在停电期间更快地恢复电力服务以及简化计费流程，为公用事业、水务和天然气公司提供财务优势。
• 客户优势 – AMI 通过及早检测电表故障、允许更快地恢复服务以及提高计费准确性和灵活性，使电力客户受益。AMI 还提供基于时间的费率选项，这可以帮助客户节省资金并管理他们的能源消耗。
• 安全优势 – AMI 技术可以改进对系统资源的监控，从而减少电网潜在的网络恐怖分子网络威胁。
挑战
• 高昂的资本成本：AMI 的全面实施需要购买所有硬件和软件组件，包括电表、网络基础设施和网络管理软件，此外还需要设置和维护信息技术系统和计量基础设施的成本。
• 集成：客户信息系统 (CIS)、地理信息系统 (GIS)、停电管理系统 (OMS)、工作管理 (WMS)、移动劳动力管理 (MWM)、SCADA/DMS、配电自动化系统 (DAS) 等都必须与 AMI 集成，AMI 是一个复杂的技术系统。
• 标准化：为了正确连接和维护基于 AMI 的电网系统，必须制定互操作性标准——这些标准为 AMI 技术、部署和通用运营建立通用要求。
结论
21 世纪在电能的使用和输送方面取得了重大的技术进步。为了克服这些进步所面临的困难，需要新的工具和策略。高级计量基础设施就是这样一种工具。由于电子、仪器仪表、通信和数据处理方面的进步和发展，已经出现了一种基础设施，它可以从消费者那里进行实时数据采集、传输数据并将执行指令返回到负载。借助这项有用的技术，运营商和公用事业公司可以利用有关其状况的第一手知识来规划和优化其网络的性能。客户和供应商都可以使用收集到的数据进行消费监管。
能源公司和消费者可以通过使用 AMI 提供的诊断和通知工具，例如水和天然气网络中的泄漏检测或网络或物理攻击检测，从而节省数百万美元的损害预防和维护成本。通过移动应用程序潜在地包含诸如火灾检测、通知和监控等尖端服务，进一步增强了网络的价值，并引起了公众对智能电网和 AMI 的兴趣。AMI 的另一个好处是提高了所提供电力和通信信息的安全性。此外，AMI 使使用者可以更好地控制他们的消费习惯。此外，它还提供更稳定和高质量的电力。
作者：
Sonu Kumar Sah