Angesichts unseres wachsenden Bedarfs an effizienter, kostenwirksamer und umweltverträglicher Energie – und der Verbreitung intelligenter Technologien – überrascht es nicht, dass die erweiterte Zählerinfrastruktur (Advanced Metering Infrastructure, AMI) zu einer Schlüsseltechnologie im Rahmen einer umfassenderen Entwicklung geworden ist.
AMI ist ein integriertes Festnetzsystem, das eine wechselseitige Übertragung zwischen Versorgungsunternehmen und Kunden ermöglicht. Das System sammelt, speichert, analysiert und stellt Energieverbrauchsdaten dar und bietet Versorgungsunternehmen die Möglichkeit, den Strom-, Gas- und Wasserverbrauch in Echtzeit zu überwachen.
AMI unterstützt Versorgungsunternehmen bei der Erfassung einer Vielzahl von Daten wie Verfälschungsanzeigen, Intervalldaten, Ausfalldetails und Stromqualität, und bietet spezifische erweiterte Funktionen für Stromzähler-Endpunkte.
Wasserversorgungsunternehmen verlassen sich beispielsweise auf AMI-Zähler, um umfassende Flussdaten bereitzustellen. Wenn die Daten auf einen übermäßigen Wasserverbrauch hinweisen, was auf ein Leck hindeuten könnte, kann das Unternehmen den Kunden benachrichtigen und/oder die erforderlichen Reparaturen durchführen.
Im Gegensatz zur herkömmlichen automatischen Zählerauslesung (AMR) ermöglicht das wechselseitige AMI-Übertragungsmodell eine umfangreichere Datenerfassung und unterstützt Unternehmen beim Fernmanagement der Zählerfunktionen. Hier erfahren Sie, wie AMI-Systeme funktionieren und wie Unternehmen sie für einen effizienteren und nachhaltigeren Versorgungsbetrieb nutzen können.
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Eine erweiterte Zählerinfrastruktur besteht aus mehreren vernetzten Komponenten.
Das Herzstück der AMI-Systeme stellen intelligente Zähler dar – die digitalen Gaszähler, Stromzähler und Wasserzähler, die den Energieverbrauch in der Regel in Intervallen von einer Stunde oder weniger aufzeichnen. Diese Geräte senden normalerweise mindestens einmal täglich Daten an das Versorgungsunternehmen zurück.
Kommunikationsnetze dienen als Rückgrat der wechselseitigen Übertragung zwischen den intelligenten Zählern und dem AMI-Head-End-System. Abhängig von der spezifischen Topologie des Systems können sie entweder festnetzunabhängig oder -gebunden sein. Diese AMI-Netze übertragen Daten von den intelligenten Zählern zum Head-End-System und umgekehrt, so dass die Versorgungsunternehmen Befehle an die Zähler senden können (z. B. Fernabschaltung, Firmware-Aktualisierung usw.).
Kommunikationsnetze können Verbrauchsinformationen mittels Hochfrequenzsignalen (RF), Mobilfunknetzen oder Breitbandverbindungen oder mithilfe von Powerline Communication (bei der AMI-Zähler Daten über Stromkabel übertragen) an Wasser-, Gas- und Stromversorgungsunternehmen übermitteln.
Die Möglichkeit, Zähler aus der Ferne zu verwalten, macht nicht nur manuelle Auslesungen überflüssig, sondern ermöglicht auch schnellere Reaktionszeiten bei Netzausfällen.
Das Datenmanagementsystem ist das zentrale Repository, in dem alle Zählerdaten erfasst, gespeichert, verarbeitet und analysiert werden. Hier werden Rohdaten von intelligenten Zählern in umsetzbare Erkenntnisse umgewandelt. Die Versorgungsunternehmen können mithilfe dieser Erkenntnisse ihren Betrieb verbessern, während die Kunden detaillierte Informationen über ihren Energieverbrauch abrufen können, die ihnen helfen, ihren Verbrauch effektiver zu steuern.
Der Workflow eines AMI-Systems kann in folgende Schlüsselphasen unterteilt werden:
Der AMI-Workflow beginnt mit intelligenten Zählern. Intelligente Zählersysteme, die beim Kunden installiert werden, liefern automatisierte Zählerauslesungen und senden in regelmäßigen Abständen Verbrauchsdaten an das Versorgungsunternehmen zurück.
Das AMI-Headend-System dient als Hub für eingehende Daten von allen installierten intelligenten Zählern. Das Head-End-System verifiziert die Daten, führt eine Vorverarbeitung durch und leitet sie anschließend an das Zählerdaten-Managementsystem (MDMS) weiter.
Im MDMS werden die Daten zum Leben erweckt. Hier werden die Rohdaten in aussagekräftige Informationen umgewandelt, mit denen Versorgungsunternehmen fundierte Entscheidungen in Bezug auf Belastungsprognosen, Demand Response, Vertriebsautomatisierung und mehr treffen können. Energieversorgungsunternehmen können beispielsweise AMI-Zählerdaten nutzen, um während und nach einem Stromausfall die Transformatorlast zu steuern.
Die Datenverarbeitung und -analyse kommt nicht nur den Versorgungsunternehmen zugute, sondern auch ihren Kunden. Sobald das Energieversorgungsunternehmen über alle notwendigen Datenerkenntnisse verfügt, leitet es diese an den Kunden weiter, der dann über Kundenportale und In-Home-Displays auf detaillierte On-Demand-Informationen zum Energieverbrauch zugreifen kann. Diese Transparenz kann die Entscheidungsfindung der Kunden beeinflussen, sie zu energiesparendem Verhalten ermutigen und sie in die Lage versetzen, ihre Energiekosten effektiver zu verwalten.
Wenn ein Ausfall droht, sind AMI-Systeme mit Ausfallmanagementfunktionen ausgestattet, die den betroffenen intelligenten Zählern ein Last-Gasp-Signal senden können, bevor der Strom ausfällt. Mit dieser Funktion können Versorgungsunternehmen Probleme bei Bedarf schnell identifizieren und beheben.
AMI ist eine transformative Technologie, die die Landschaft der Versorgungsbranche neu definiert. Bis zum Jahr 2021 hatten die Stromversorgungsunternehmen beispielsweise mehr als 110 Millionen AMI-Systeme installiert (fast 70 Prozent aller installierten Stromzähler)1. Aber wie genau wird diese Technologie verwendet? Einige Beispiele:
AMI fördert die Umsetzung von Demand-Response-Programmen. Diese animieren Verbraucher dazu, ihren Energieverbrauch während Spitzenlastzeiten zu reduzieren, und tragen so zum Lastausgleich und zur Ausfallverhinderung bei. Mit AMI können Versorgungsunternehmen den Energieverbrauch in Echtzeit überwachen und Signale an Kunden senden, um ihren Verbrauch zu reduzieren, wenn die Nachfrage zu hoch ist.
Wenn ein Stromausfall auftritt, erkennen AMI-Systeme den Ausfall automatisch und melden diesen an das Versorgungsunternehmen. So wird die Dauer der Ausfälle verkürzt und die Servicezuverlässigkeit verbessert. Darüber hinaus können Versorgungsunternehmen dank AMI den Ort des Ausfalls ermitteln, was schnellere Reparaturen ermöglicht.
Dank AMI haben Versorgungsunternehmen die Möglichkeit, den Service aus der Ferne zu verbinden oder die Verbindung zu trennen. Dies erweist sich als besonders nützlich, wenn Kunden ausziehen oder ihre Rechnungen nicht bezahlen. Damit entfällt nicht nur die Notwendigkeit eines Besuchs vor Ort, sondern bietet auch die Möglichkeit der schnelleren Serviceneuverbindung oder Verbindungstrennung.
Energiediebstahl stellt für viele Versorgungsunternehmen ein großes Problem dar. Mittels AMI können Energieversorger Energieverbrauchsmuster überwachen und Unregelmäßigkeiten, die auf einen Diebstahl hindeuten könnten, erkennen. Wenn beispielsweise ein Zähler über einen längeren Zeitraum trotz Belegung der Räumlichkeiten einen geringen oder gar keinen Verbrauch anzeigt, könnte das ein Hinweis auf Energiediebstahl sein.
Wie bereits erwähnt, können AMI-Systeme Kunden helfen, ihren Energieverbrauch effektiver zu verwalten. Die Versorgungsunternehmen können die AMI-Daten jedoch auch nutzen, um den Kunden personalisierte Energiespartipps und -empfehlungen zukommen zu lassen und so den Kundenservice weiter zu verbessern.
Da immer mehr Verbraucher neue Zähler und dezentrale erneuerbare Energiequellen wie Solarzellen installieren, hilft AMI den Versorgungsunternehmen, die Ressourcen effektiv zu managen. AMI liefert Echtzeitdaten zur Energieerzeugung aus neueren Energiequellen wie Solarenergie, so dass Unternehmen diese besser in das Stromnetz integrieren können.
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Fußnoten
1 How many smart meters are installed in the United States, and who has them?, U.S. Energy Information Administration, 08. November 2022