Komplette intelligente Zählersystemlösung basierend auf fortschrittlicher Messinfrastruktur (AMI) und Anwendungsperspektiven
I. Lösungübersicht: Konzept und Entwicklung intelligenter Zähler
Das Konzept intelligenter Zähler ist nicht völlig neu; es entstand bereits in den 1990er Jahren. Anfangs durch hohe Kosten (im Jahr 1993 waren ihre Preise 10-20 Mal höher als die von elektromechanischen Zählern) eingeschränkt, wurden sie hauptsächlich für große industrielle und kommerzielle Kunden verwendet.
Mit dem schnellen Fortschritt der Kommunikationstechnologien hat sich die Anzahl intelligenter Zähler mit Fernkommunikationsfähigkeiten stark erhöht, was einen dringenden Bedarf an neuen Ablesesystemen und Datenmanagementsystemen geschaffen hat. Frühe Systeme konnten Messdaten zu Systemen wie der Verteilungsautomatisierung öffnen, aber eine effektive und tiefgreifende Nutzung der Daten wurde nicht erreicht. Gleichzeitig wurden die Echtzeit-Daten zum Energieverbrauch, die von Vorkassezählern generiert wurden, nicht vollständig für Energiemanagement und Energiesparanwendungen genutzt. Diese Lösung zielt darauf ab, eine fortschrittliche Messinfrastruktur (AMI) mit Fokus auf intelligente Zähler aufzubauen, um diese Probleme gründlich zu lösen und das enorme Potential der Daten freizuschalten.
II. Kernpositionierung: Die grundlegende Rolle intelligenter Zähler im Smart Grid
Gemäß funktionalen Klassifikationen international anerkannter Institutionen (z.B. der Energy Services Network Association ESNA in den Niederlanden) ist die Einrichtung intelligenter Zähler und AMI eine unerlässliche Infrastruktur für das Smart Grid.
Der Aufbau des Smart Grid kann nach Funktionalität und Intelligenzniveau in mehrere Schichten unterteilt werden, wobei das intelligente Messsystem eine kritische grundlegende Unterstützung darstellt. Seine Kernrollen umfassen:
- Grundlegende Datenquelle: Bietet die Datengrundlage für automatisierte Netzbetriebsprozesse, Verbesserung der Energieeffizienz und Kostenkontrolle, basierend auf der Vollkommenheit von Automatischer Zählerablesung (AMR) und AMI.
- Zweistufige Interaktionsbrücke: Ermöglicht zweistufige Messung und Kommunikation zwischen Netzgesellschaften und Nutzern durch eine hochsichere Netzwerkarchitektur, als Voraussetzung für die Integration verteilter Energien und flexibler Preisgestaltung.
- Kern intelligenter Häuser: Die Entwicklung intelligenter Häuser basiert auf der Anwendung intelligenter Zähler, die als zentrale Steuerung für die Haushaltsenergieeffizienz dienen.
- Werkzeug zur Nettoptimierung: Nutzt fortgeschrittene Datensammlung und Laststeuerungsfähigkeiten, um mit Nutzern bei Spitzenlastabschneidung und Lastausgleich zusammenzuarbeiten, was die Netzwerksicherheit und Wirtschaftlichkeit erheblich verbessert.
III. Komplette Funktionsanwendungen (14 Kernfunktionen)
Das intelligente Zählersystem in dieser Lösung bietet die folgenden 14 Kernfunktionen, um die Bedürfnisse aller Stakeholder umfassend zu erfüllen:
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Funktionskategorie |
Spezifische Anwendungen und Wert |
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1. Abrechnung und Abwicklung |
Ermöglicht genaue, Echtzeit-Abrechnung und vereinfacht Prozesse; unterstützt flexible Wechsel von Energieversorgern für Nutzer; liefert präzise und zeitnahe Energieverbrauchs- und Abrechnungsinformationen. |
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2. Zustandsschätzung der Verteilung |
Erhält genaue Last- und Netzverlustinformationen durch massive Nutzerseitige Messpunkte, verhindert Geräteüberlastung, ermöglicht die Schätzung unbekannter Netzstatus und Datenvalidierung und behebt Ungenauigkeiten in traditionellen Verteilungsstromflussinformationen. |
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3. Überwachung der Stromqualität und -zuverlässigkeit |
Überwacht die Stromqualität in Echtzeit, reagiert präzise und schnell auf Nutzerbeschwerden und verhindert potenzielle Probleme, ergänzt die fehlende Echtzeitwirkung traditioneller Methoden. |
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4. Lastanalyse, Modellierung und Prognose |
Nutzt multidimensionale Energiedaten (z.B. Wasser, Gas, Wärme) für Analyse und Prognose, schätzt den Gesamtenergieverbrauch und Spitzenbedarf, bietet Datenunterstützung für Nutzerenergiesparmaßnahmen, Vertriebsstrategien und Netzplanung und -steuerungsoptimierung. |
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5. Laststeuerung |
Leitet das Energieverbrauchsverhalten der Nutzer durch Preiszeichen wie Zeit-of-Use-Preise, Echtzeitpreise und Notfallspitzenpreise oder direkte Laststeuerung durch Disponenten, um Netzspitzen und -tiefs auszugleichen. |
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6. Energieeffizienzüberwachung und -management |
Gibt Energieverbrauchsinformationen an Nutzer zurück, um Energieeinsparungen oder Änderungen im Verbrauchsverhalten zu fördern; bietet optimale Erzeugungs-/Verbrauchslösungen für Nutzer mit dezentraler Erzeugung, um den Nutzen zu maximieren. |
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7. Nutzerenergiemanagement |
Baut ein Nutzerenergiemanagementsystem (UEMS) auf Basis intelligenter Zähler auf, bietet personalisierte Dienstleistungen für unterschiedliche Nutzer, um den Energieverbrauch und die Kohlendioxidemissionen zu minimieren und gleichzeitig Umweltanforderungen zu erfüllen. |
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8. Energieeinsparung |
Liefert Echtzeitdaten, um Nutzer dazu anzuregen, ihre Stromverbrauchsgewohnheiten anzupassen; erkennt rechtzeitig anomale Energieverbräuche durch Gerätefehler; legt den technischen Grundstein für Versorgungsunternehmen, um neue Dienstleistungen (z.B. diverse Preispakete) zu entwickeln. |
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9. Smart Home |
Dient als Heimanlagen-Gateway, verbindet und steuert Heizung, Alarmanlagen, Beleuchtung, Lüftung und andere Systeme, um Hausautomatisierung und Fernsteuerung von Geräten zu ermöglichen. |
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10. Präventive Wartung und Fehleranalyse |
Nutzt die Messfunktionen der Zähler, um Spannungsverzerrungen, Harmonische und andere Phänomene zu erkennen, ermöglicht präventive Wartung von Netzkomponenten, Zählern und Nutzereinrichtungen und unterstützt bei der Fehleranalyse. |
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11. Vorkasse |
Bietet Vorkassendienstleistungen, die im Vergleich zu traditionellen Methoden kostengünstiger, flexibler und nutzerfreundlicher sind. |
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12. Zählermanagement |
Umfasst die gesamte Lebenszyklusverwaltung von Zählergütern, Wartung von Informationsdatenbanken, regelmäßige Inspektionen, sicherstellt korrekte Installation und Betrieb, bestätigt die Genauigkeit von Standort- und Nutzerinformationen. |
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13. Fernlaststeuerung |
Unterstützt Disponentenabteilungen, um Lasten vollständig oder teilweise fernzusteuern; Nutzer können auch spezifische Lasten über steuerbare Schalter fernverwalten. |
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14. Erkennung unrechtmäßigen Gebrauchs |
Erkennt Ereignisse wie Manipulation an Zählerschächten und Verkabelungsänderungen, gibt rechtzeitig Warnungen vor Diebstahl; in Hochrisikogebieten, lokalisiert schnell Anomalien durch Vergleich von Daten von Haupt- und Nebenzählern. |
IV. Mehrdimensionale Nutzanalyse
Die Implementierung dieser Lösung wird allen Stakeholdern erhebliche Vorteile bringen:
- Energieverbraucher: Erhalten genauere und zeitnahe Abrechnungsinformationen; profitieren von der Teilnahme an Laststeuerungsmaßnahmen; erhalten Zugang zu Energieverbrauchs-Rückmeldungen und Automatisierungssystemen; genießen bessere Stromqualität und höhere Sicherheit.
- Versorgungsunternehmen: Erhalten eine einfache und effiziente integrierte Lösung, die Messung, Abrechnung, Kundenservice, Verteilungsüberwachung (Zustandsschätzung, Störungsmanagement, Stromqualität, Stromfluss) und Laststeuerung unterstützt.
- Strommarkt: Fördert das Entstehen neuer Verkaufsprodukte basierend auf dezentraler Energie, erhöht die Marktpreisflexibilität, Wettbewerbsfähigkeit und Zuverlässigkeit; reduziert extreme Preisgipfel und Lieferantensrisiken; hilft Vertrieben, Kundenbedürfnisse durch Data Mining präzise zu verstehen.
- Gesellschaft und Umwelt: Verbessert erheblich die Gesamtenergieeffizienz. Echtzeit-Rückmeldungen zu Energieverbrauchsdaten ermöglichen allen Beteiligten, schnell zu reagieren und sich auf die effizientesten Energiesparmaßnahmen zu konzentrieren, tragen zur gesellschaftlichen Energieeinsparung und Umweltschutz bei.
- Multienergienutzung: Bietet Kommunikation und Energieversorgung für Wasser-, Gas-, Wärme- und andere Zähler; teilt Kommunikationskanäle, um Kosten zu senken; aggregiert Multienergiedaten, um die Gesamtenergienutzungseffizienz zu erhöhen.
V. Schlussfolgerung und Ausblick
Diese intelligente Zählerlösung, zentriert auf die fortschrittliche Messinfrastruktur (AMI), löst nicht nur die Schmerzpunkte der traditionellen Zählerablesung und -datenverwaltung, sondern hebt intelligente Zähler auch von einfachen Messwerkzeugen zu multidimensionalen Datenhub- und Interaktionsknoten für Netz, Markt, Nutzer und Haushalte. Durch die vollständige Freisetzung des Wertes seiner 14 Kernfunktionen sind wir bestrebt, eine sichere, wirtschaftliche, effiziente und interaktive zukünftige Energieökologie für unsere Kunden aufzubauen und letztendlich das großartige Ziel eines Mehrparteiengewinns zu erreichen.
