Soluzione Integrata di Contatore Intelligente Basata sull'Infrastruttura di Misurazione Avanzata (AMI) e Prospettive di Applicazione
I. Panoramica della soluzione: concetto e sviluppo dei contatori intelligenti
Il concetto di contatore intelligente non è del tutto nuovo, esso è emerso già negli anni '90. Inizialmente limitato da costi elevati (nel 1993, il loro prezzo era 10-20 volte superiore a quello dei contatori elettromeccanici), erano principalmente utilizzati per grandi clienti industriali e commerciali.
Con l'avanzamento rapido delle tecnologie di comunicazione, il numero di contatori intelligenti con capacità di comunicazione remota è aumentato, creando un urgente bisogno di nuovi sistemi di lettura dei contatori e gestione dei dati. I primi sistemi potevano aprire i dati di misurazione a sistemi come l'automazione della distribuzione, ma non riuscivano a ottenere un utilizzo efficace e approfondito dei dati. Nel frattempo, i dati di consumo energetico in tempo reale generati dai contatori prepagati non venivano sfruttati appieno per applicazioni di gestione dell'energia e risparmio energetico. Questa soluzione mira a costruire una Infrastruttura di Misurazione Avanzata (AMI) centrata sui contatori intelligenti per affrontare completamente questi problemi e sbloccare il potenziale enorme dei dati.
II.Posizionamento centrale: il ruolo fondamentale dei contatori intelligenti nella smart grid
Secondo le classificazioni funzionali di istituzioni internazionali autoritarie (ad esempio, l'Energy Services Network Association ESNA nei Paesi Bassi), la creazione di contatori intelligenti e AMI è un'infrastruttura indispensabile per la smart grid.
La costruzione della smart grid può essere divisa in più livelli in base alla funzionalità e ai livelli di intelligenza, con il sistema di misurazione intelligente che serve come supporto fondamentale. I suoi ruoli chiave includono:
- Fonte di dati fondamentale: Fornisce la base di dati per l'operatività automatica della rete, l'efficienza energetica e il controllo dei costi, basandosi sulla perfezione della Lettura Automatica dei Contatori (AMR) e AMI.
- Ponte di interazione bidirezionale: Abilita la misurazione e la comunicazione bidirezionale tra le società di rete e gli utenti attraverso un'architettura di rete altamente sicura, servendo come prerequisito per l'integrazione dell'energia distribuita e meccanismi di prezzi flessibili.
- Nucleo delle case intelligenti: Lo sviluppo delle case intelligenti si basa sull'applicazione dei contatori intelligenti, che agiscono come hub centrale per la gestione dell'efficienza energetica domestica.
- Strumento per l'ottimizzazione della rete: Sfrutta le capacità avanzate di raccolta dati e risposta alla domanda per collaborare con gli utenti nella riduzione dei picchi e nel livellamento del carico, migliorando significativamente la sicurezza e l'efficienza economica della rete.
III.Applicazioni funzionali complete (14 funzioni chiave)
Il sistema di contatore intelligente in questa soluzione offre le seguenti 14 funzioni chiave per soddisfare compiutamente le esigenze di tutti gli stakeholder:
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Categoria funzionale |
Applicazioni specifiche e valore |
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1. Fatturazione e liquidazione |
Abilita la fatturazione precisa e in tempo reale e semplifica i processi; supporta lo switch flessibile degli operatori di energia per gli utenti; fornisce informazioni precise e tempestive sul consumo e la fatturazione dell'energia. |
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2. Stima dello stato della distribuzione |
Ottiene informazioni accurate sul carico e sulle perdite della rete attraverso nodi di misurazione massicci sul lato utente, prevenendo il sovraccarico degli apparecchi, abilitando la stima di stati sconosciuti della rete e la verifica dei dati, e risolvendo le inesattezze nelle informazioni tradizionali del flusso di potenza della distribuzione. |
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3. Monitoraggio della qualità e affidabilità dell'energia |
Monitora in tempo reale la qualità dell'energia, risponde in modo accurato e rapido alle lamentele degli utenti e prevenendo problemi potenziali, compensando la mancanza di effettività in tempo reale nei metodi tradizionali. |
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4. Analisi, modellazione e previsione del carico |
Utilizza dati multi-energetici (ad esempio, acqua, gas, calore) per analisi e previsioni, stima il consumo totale di energia e la domanda di punta, e fornisce supporto dati per il risparmio energetico degli utenti, le strategie dei rivenditori e l'ottimizzazione della pianificazione e del dispacciamento della rete. |
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5. Risposta alla domanda |
Guida il comportamento di consumo elettrico degli utenti attraverso segnali di prezzo come tariffe orarie, tariffe in tempo reale e tariffe di punta d'emergenza, o controllo diretto del carico da parte dei dispacciatori per appianare i picchi e le valli della rete. |
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6. Monitoraggio e gestione dell'efficienza energetica |
Riflette le informazioni sul consumo energetico agli utenti per incoraggiare il risparmio o cambiamenti nei modelli di utilizzo; fornisce soluzioni ottimali di produzione/consumo per gli utenti con generazione distribuita per massimizzare i benefici. |
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7. Gestione dell'energia degli utenti |
Costruisce un Sistema di Gestione dell'Energia degli Utenti (UEMS) basato su contatori intelligenti, offrendo servizi personalizzati per diversi utenti per minimizzare il consumo di energia e le emissioni di carbonio, mentre soddisfa le esigenze di controllo ambientale. |
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8. Risparmio energetico |
Fornisce dati in tempo reale per spingere gli utenti ad adattare le abitudini di consumo elettrico; rileva prontamente consumi anomali causati da guasti degli apparecchi; pone le basi tecniche per le utility per sviluppare nuovi servizi (ad esempio, pacchetti tariffari diversi). |
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9. Casa intelligente |
Serve come gateway energetico domestico, collegando e controllando i sistemi di riscaldamento, allarme, illuminazione, ventilazione e altri per abilitare l'automazione domestica e il controllo remoto degli elettrodomestici. |
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10. Manutenzione preventiva e analisi dei guasti |
Utilizza le funzioni di misurazione del contatore per rilevare distorsioni di tensione, armoniche e altri fenomeni, abilitando la manutenzione preventiva per componenti della rete, contatori e apparecchiature degli utenti, e assistendo nell'analisi dei guasti. |
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11. Prepagato |
Offre servizi prepagati che sono meno costosi, più flessibili e user-friendly rispetto ai metodi tradizionali. |
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12. Gestione dei contatori |
Copre la gestione del ciclo di vita completo degli asset dei contatori, la manutenzione dei database informativi, ispezioni regolari, assicurando l'installazione e l'operatività corretta, e confermando l'accuratezza delle informazioni sulla posizione e sugli utenti. |
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13. Controllo remoto del carico |
Supporta i dipartimenti di dispacciamento nel connettere/disconnettere i carichi integralmente o parzialmente; gli utenti possono anche gestire remotamente carichi specifici tramite interruttori controllabili. |
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14. Rilevamento dell'uso illegale |
Rileva eventi come la manipolazione della scatola del contatore e modifiche dei cavi, fornendo avvisi tempestivi di furto; in aree ad alto rischio, localizza rapidamente anomalie confrontando i dati dal contatore principale e dai contatori secondari. |
IV.Analisi multidimensionale dei benefici
L'implementazione di questa soluzione porterà benefici significativi a tutti gli stakeholder:
- Utenti di energia: Ricevono informazioni di fatturazione più accurate e tempestive; beneficiano partecipando alla risposta alla domanda; accedono a sistemi di feedback e automazione del consumo energetico; godono di una migliore qualità dell'energia e maggiore sicurezza.
- Utility: Ottengono una soluzione integrata semplice ed efficiente che supporta la misurazione, la liquidazione, il servizio al cliente, il monitoraggio della distribuzione (stima dello stato, gestione dei guasti, qualità dell'energia, flusso di potenza) e la gestione del carico.
- Mercato elettrico: Promuove l'emergere di nuovi prodotti al dettaglio basati sull'energia distribuita, migliorando la flessibilità, la competitività e la affidabilità dei prezzi di mercato; riduce i picchi estremi dei prezzi e i rischi per i fornitori; aiuta i rivenditori a comprendere con precisione le esigenze dei clienti attraverso l'analisi dei dati.
- Società e ambiente: Migliora significativamente l'efficienza energetica complessiva. Il feedback tempestivo sui dati di consumo energetico consente a tutti i partecipanti di reagire rapidamente e concentrarsi sulle misure di risparmio energetico più efficienti, contribuendo al risparmio energetico e alla protezione ambientale della società.
- Applicazioni multi-energetiche: Fornisce comunicazione e alimentazione per contatori di acqua, gas, calore e altri; condivide canali di comunicazione per ridurre i costi; aggrega dati multi-energetici per migliorare l'efficienza complessiva dell'utilizzo dell'energia.
V.Conclusione e prospettive
Questa soluzione di contatore intelligente, centrata sull'Infrastruttura di Misurazione Avanzata (AMI), non solo affronta i punti dolenti della lettura tradizionale dei contatori e della gestione dei dati, ma eleva i contatori intelligenti da semplici strumenti di misurazione a hub di dati multidimensionali e nodi di interazione per la rete, il mercato, gli utenti e le case. Facendo pienamente emergere il valore delle sue 14 funzioni chiave, siamo impegnati a costruire un ecosistema energetico futuro sicuro, economico, efficiente e interattivo per i nostri clienti, realizzando l'obiettivo grandioso di risultati win-win per multi-stakeholder.
