釋放效率並賦能消費者：先進量測基礎建設 (AMI) 革命
AMI是一個完整的基礎建設，必須整合到當前和未來的公用事業流程和應用程式中，而不是單一的技術安裝。
此基礎建設包含智慧電錶、從電錶到本地資料集中器的通訊網路、到企業資料中心的後傳通訊網路、電錶資料管理系統 (MDMS)，最後將資料整合到現有和新的軟體應用程式平台。家庭網路系統包含通訊恆溫器和其他家用控制裝置。AMI 也為更新整個電力基礎設施提供了高度「智慧」的步驟。
以下圖 1 以視覺方式描繪了 AMI 技術之間的介面：
智慧電錶向使用者和服務供應商提供消費者層級的用電資訊。為了幫助消費者更了解他們的能源使用情況，智慧電錶與家用顯示器連接。此外，負載控制裝置（如智慧恆溫器）可以根據服務供應商提供的電價知識，修改電力需求，這取決於先前設定的消費者價格偏好。根據這些經濟指標，更複雜的客戶會建立分散式能源 (DER)。此外，消費者入口網站以使能源使用選擇更聰明的方式處理 AMI 資料，甚至提供預付等互動服務。
為了改進營運、經濟效益和客戶服務，服務供應商 (公用事業) 使用新的、改進的或現有的後端系統來收集和分析 AMI 資料。例如，AMI 提供關於客戶停電和電能品質的快速輸入，使服務供應商能夠快速糾正電網問題。此外，AMI 的雙向通訊基礎設施支援電站和迴路級的電網自動化。來自 AMI 的大量新資料使更好的公用事業資產管理以及更好的資產維護、新增和更換規劃成為可能。AMI 的眾多優點之一是電網可靠性和效率的提高。
為什麼選擇 AMI？
AMI 部署與資料成長
圖 2。
AMI 有哪些技術選項？
AMI 系統由各種技術和程式組成，這些技術和程式已組合在一起，作為一個單元工作：
• 智慧電錶
• 廣域通訊基礎設施
• 家庭 (本地) 區域網路 (HAN)
• 電錶資料管理系統 (MDMS)
• 營運閘道
智慧電錶
在其歷史的大部分時間裡，傳統的機電電錶充當公用事業的收銀機。在住宅層面，這些電錶僅僅記錄在給定的時間段內（通常是一個月）消耗的總能量。智慧電錶是固態可程式裝置，可以執行各種操作，包括以下大部分或全部操作：
• 基於時間的定價
• 消費者和公用事業的用電資料
• 淨電錶 • 電能損失（和恢復）通知
• 遠端開/關操作
• 用於「欠款」或需求響應目的的負載限制
• 能源預付
• 電能品質監控
• 篡改和能源盜竊偵測
智慧電錶也是一種環保電錶，因為它允許需求響應，這可以減少排放和碳排放。它促進更高的能源效率，因為資訊回饋已被證明可以導致消費者減少其用量。
通訊基礎設施
該AMI通訊基礎設施實現了公用事業、消費者和可控制的電力負載之間的持續互動。它必須使用開放的雙向通訊標準，同時保持高度安全。除了 AMI 之外，它還有可能成為大量現代電網功能的基礎。本地集中器（收集來自多個電錶的資料並通過回程通道將其傳輸到中央伺服器）是最常見的架構之一。可以考慮幾種媒體來提供部分或全部此架構：
• 電力線載波 (PLC)
• 寬頻電力線 (BPL)
• 銅纜或光纖
• 無線 (射頻)，集中式或分散式網狀網路
• 網際網路
• 以上的組合
家庭區域網路 (HAN)
HAN 與消費者入口網站通訊，以便將智慧電錶連接到可控電力設備。其能源管理功能可能包括以下內容：
• 家用顯示器，因此消費者始終知道正在使用多少能源以及它的成本。
• 根據消費者輸入的偏好對價格信號的響應
• 設定點，將公用事業或本地控制操作限制在消費者指定的範圍內
• 無需持續消費者參與的負載控制
透過充當消費者的「代理」，HAN/消費者入口網站為市場提供了一個智慧介面。它還可以幫助新的增值服務，如安全監控。
電錶資料管理系統 (MDMS)
MDMS 是一個資料庫，包含允許與其他資訊系統（參見下面的營運閘道）互動的分析工具，例如下面列出的那些：
• 消費者資訊系統 (CIS)、計費系統和公用事業網站
• 停電管理系統 (OMS)
• 電力品質管理和負載預測的企業資源規劃 (ERP) 系統
• 地理資訊系統 (GIS)
• 變壓器負載管理 (TLM)
• 行動工作人員管理 (MWM)
運營閘道
AMI 與各種系統端應用程式（包括 MDMS）通訊以支援：
先進配電作業 (ADO)
• 配電管理系統中的進階感測器（包括來自 AMI 電錶的 PQ 資料）
• 先進停電管理 (基於 AMI 電錶的即時停電資訊)
先進輸電作業 (ATO)
• 變電站自動化
• 高速資訊處理
• 先進保護和控制（包括改善輸電狀況的配電控制）電錶）
進階資產管理 (AAM)
AMI 資料將透過以下方式協助 AAM：
• 系統運營資料
• 資產「健康」資料
• 最佳化資產利用的運營
• 輸配電規劃
效益
AMI 的優點眾多，可大致歸類如下：
• 運營效益 – AMI 透過提高電錶讀取準確度、偵測能源盜竊和回應停電，同時無需現場電錶讀取，從而使整個電網受益。
• 財務效益 – AMI 透過降低設備和維護成本、在停電期間實現更快的電力服務恢復以及簡化計費流程，為公用事業、水務和天然氣公司帶來財務效益。
• 客戶優勢 – AMI 透過及早偵測電錶故障、實現更快的服務恢復以及提高計費準確性和靈活性，使電力客戶受益。AMI 還提供基於時間的費率選項，可以幫助客戶節省資金並管理他們的能源消耗。
• 安全效益 - AMI 技術能夠改進對系統資源的監控，從而降低對電網的潛在網路恐怖主義威脅。
挑戰
• 高資本成本：全面實施 AMI 需要購買所有硬體和軟體元件，包括電錶、網路基礎設施和網路管理軟體，以及設置和維護資訊科技系統和計量基礎設施的成本。
• 整合：客戶資訊系統 (CIS)、地理資訊系統 (GIS)、停電管理系統 (OMS)、工作管理 (WMS)、行動工作人員管理 (MWM)、SCADA/DMS、配電自動化系統 (DAS) 等都必須與 AMI 整合，這是一個複雜的技術系統。
• 標準化：為了正確連接和維護基於 AMI 的電網系統，必須建立互通性標準，這些標準建立了 AMI 技術、部署和一般運營的通用要求。
結論
21 世紀在電力能源的使用和輸送方面取得了重大技術進步。為了克服這些改進所面臨的困難，需要新的工具和策略。其中一種工具是進階計量基礎設施。由於電子、儀器、通訊和資料處理方面的進步和發展，一種能夠從消費者那裡獲取即時資料、傳輸資料並將執行指令返回到負載的基礎設施已經顯現出來。借助這項有用的技術，運營商和公用事業公司可以透過掌握其狀況的第一手資料來規劃和優化其網路的效能。客戶和提供商都可以使用收集到的資料來調節消耗。
透過使用 AMI 提供的診斷和通知工具，例如水和天然氣網路中的洩漏檢測或網路或實體攻擊檢測，能源公司和消費者可以節省數百萬美元的損害預防和維護成本。前沿服務（例如透過行動應用程式進行火災偵測、通知和監控）的潛在納入進一步增強了網路的價值，並引起了公眾對 SG 和 AMI 的興趣。AMI 的另一個好處是提高了所提供電力和通訊資訊的安全性。此外，AMI 使使用者能夠更好地控制他們的消費習慣。此外，它還提供更穩定和高品質的電力。
作者：
Sonu Kumar Sah