释放效率并赋能消费者：高级计量基础设施 (AMI) 变革
AMI是一种完全配备的基础设施，必须集成到当前和未来的公用事业流程和应用程序中，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、到企业数据中心的后端通信网络、电表数据管理系统 (MDMS)，最后，数据集成到现有和新的软件应用平台。家庭网络系统包括通信恒温器和其他家庭控制设备。AMI 还在更新整个电力基础设施方面迈出了高度“智能”的一步。
AMI 技术之间的接口在下面的图 1 中直观地描述：
智能电表在消费者层面为用户和服务提供商提供用电信息。为了帮助消费者提高能源意识，智能电表与家庭显示器连接。此外，由于服务提供商提供的关于电价的信息，智能恒温器等负载控制设备可以根据先前设置的消费者价格偏好来修改电力需求。基于这些经济指标，更精明的客户会构建分布式能源资源 (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，甚至提供交互式服务，例如预付费。
为了改善运营、经济效益和客户服务，服务提供商（公用事业）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 提供关于客户停电和电能质量的快速输入，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 的大量新数据支持更好的公用事业资产管理，以及更好的资产维护、增加和更换规划。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。
AMI 有哪些技术选择？
AMI 系统由各种技术和程序组合而成，这些技术和程序组合在一起作为一个单元运行：
• 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，传统的机电式电表充当着公用事业的收银机。在住宅层面，这些电表只是记录了在给定时间段（通常是一个月）内消耗的电量总额。智能电表是固态可编程设备，可以执行各种操作，包括以下大多数或所有操作：
• 基于时间的价格
• 消费者和公用事业的消耗数据
• 净计量 • 电力损失（和恢复）通知
• 远程开启/关闭操作
• 用于“坏账”或需求响应目的的负载限制
• 能源预付费
• 电能质量监测
• 防篡改和窃电检测
智能电表也是一种绿色电表，因为它允许需求响应，这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用量。
通信基础设施
该AMI通信基础设施实现了公用事业、消费者和可控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，它还有可能成为众多现代电网功能的基础。本地集中器（从一组电表中收集数据并通过后端通道将其传输到中央服务器）是最常见的架构之一。可以考虑多种媒介来提供部分或全部此架构：
• 电力线载波 (PLC)
• 宽带电力线 (BPL)
• 铜或光纤
• 无线电 (射频)，集中式或分布式网状网
• 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多少能源以及其成本。
• 响应基于消费者输入的偏好的价格信号
• 将公用事业或本地控制操作限制在消费者指定的范围内的设定点
• 无需持续消费者参与的负载控制
通过充当消费者的“代理”，HAN/消费者门户提供了一个智能的接口市场。它还可以帮助提供新的增值服务，如安全监控。
电表数据管理系统 (MDMS)
MDMS 是一个数据库，包含允许与其他信息系统交互的分析工具（参见下面的运营网关），例如以下列出的那些：
• 客户信息系统 (CIS)、计费系统和公用事业网站
• 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)
• 变压器负荷管理 (TLM)
• 移动劳动力管理 (MWM)
运行网关
AMI 与各种系统端应用（包括 MDMS）通信以支持：
高级配电运行 (ADO)
• 配电管理系统中的高级传感器（包括来自 AMI 计量表的 PQ 数据）
• 高级停电管理 (基于 AMI 计量表的实时停电信息)
高级输电运行 (ATO)
• 变电站自动化
• 高速信息处理
• 高级保护和控制（包括改善输电条件的配电控制）计量表）
高级资产管理 (AAM)
AMI 数据将通过以下方式帮助 AAM：
• 系统运行数据
• 资产“健康”数据
• 优化资产利用率的运营
• 输配电规划
效益
AMI 的优势众多，可大致分为以下几类：
• 运营效益 – AMI 通过提高计量读数精度、检测窃电和响应停电来造福整个电网，同时消除了现场计量读数的需要。
• 财务效益 – AMI 通过降低设备和维护成本、允许更快地在停电期间恢复电力服务以及简化计费流程，为公用事业、水务和燃气公司带来财务效益。
• 客户优势 – AMI 通过及早检测计量表故障、允许更快地恢复服务以及提高计费精度和灵活性来使电力客户受益。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。
• 安全效益 - AMI 技术能够改进对系统资源的监控，从而降低对电网的潜在网络恐怖主义威胁。
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元素，包括计量表、网络基础设施和网络管理软件，以及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，必须创建互操作性标准——这些标准建立了 AMI 技术、部署和一般运营的通用要求。
结论
21 世纪在电力能源的使用和输送方面取得了重大技术进步。为了克服这些改进所面临的困难，需要新的工具和策略。其中一种工具是高级计量基础设施。由于电子、仪器仪表、通信和数据处理方面的进步和发展，一种能够从消费者那里执行实时数据采集、通信数据并将执行指令返回到负载的基础设施已经显现。借助这种有用的技术，运营商和公用事业公司可以利用其状况的第一手知识来规划和优化其网络的性能。客户和提供商两端都可以使用收集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（例如水和燃气网络中的泄漏检测或网络或物理攻击检测）来节省数百万美元的损害预防和维护成本。 通过移动应用程序进一步增强了网络价值，并引起了公众对 SG 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 使用户可以更好地控制其消费习惯。此外，它提供了更稳定和高质量的电力。
作者：
Sonu Kumar Sah