高度な計量インフラストラクチャーとは
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ソーラー・パネルの俯瞰ショット

効率的で費用対効果が高く、環境的に持続可能なエネルギーに対するニーズの高まりとスマート・テクノロジーの普及を考慮すると、高度な計量インフラストラクチャー(AMI)がより広範な進化における重要なテクノロジーとなっているのは驚くべきことではありません。

AMIは、公益事業会社と顧客間の双方向通信を可能にする統合固定ネットワーク・システムです。このシステムは、エネルギー使用量データを収集、保存、分析、表示し、公益事業会社が電気、ガス、水道の使用量をリアルタイムで監視できるようにします。

AMIは、公益事業会社が改ざんの兆候、間隔データ、停電の詳細、電力品質に加え、電力計測エンドポイント向けの特定の高度な機能を含む幅広いデータを収集するのに役立ちます。

たとえば、水道事業者は、AMIメーターを利用して包括的な流量データを提供しています。データが過剰な水の使用パターンを示しており、それが漏れを示している可能性がある場合、同社は顧客に通知したり、必要な修理を行ったりすることができます。

従来の自動検針(AMR)とは異なり、AMIの双方向通信モデルにより、より包括的なデータ収集が可能になり、企業がメーター機能をリモートで管理できるようになります。ここでは、AMIシステムがどのように機能するのか、そして企業がより効率的で持続可能な公益事業運営のためにAMIシステムをどのように活用できるのかについて説明します。

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AMIの構成要素

高度な計測インフラストラクチャーは、相互接続された複数の構成要素で構成されます。

AMIシステムの中心となるのは、エネルギー消費量を通常1時間以下の間隔で記録するデジタル・ガス・メーター、電気メーター、水道メーターであるスマート・メーターです。これらのデバイスは通常、少なくとも1日に1回データを公益事業会社に送り返します。

通信ネットワークは、スマート・メーターとAMIヘッドエンド・システム間の双方向通信のバックボーンとして機能します。システムの特定のトポロジーに応じて、無線または有線のいずれかになります。これらのAMIネットワークは、スマート・メーターからヘッドエンド・システムに、またはその逆にデータを伝送し、公益事業会社がメーターにコマンド(リモート切断/再接続、ファームウェアの更新など)を送信できるようにします。

通信ネットワークは、無線周波数(RF)信号、セルラー・ネットワーク、ブロードバンド接続、または(AMIメーターが電力線を介してデータを送信する)電力線通信を使用して、水道、ガス、電気事業者に使用量情報を送信することができます。

メーターをリモートで管理できるため、手動でメーターを読み取る必要がなくなるだけでなく、停電時の応答時間が短縮されます。

データ管理システムは、すべてのメーター・データが収集、保存、処理、分析される中央リポジトリーです。ここでは、スマート・メーターからの生データが実用的な洞察に変換されます。公益事業会社は、こうした洞察を業務改善に役立てることができ、顧客はエネルギー使用量に関する詳細な情報にアクセスできるため、消費量をより効果的に管理することができます。

AMIワークフローの理解

AMIシステムのワークフローは、次の主要なステージに分類できます。

ステージ1―データの収集と送信

AMIワークフローはスマート・メーターから始まります。顧客の敷地内に設置されるスマート・メーター・システムは、自動検針を提供し、消費量データを定期的に公益事業会社に送り返します。

ステージ2―データの受信と管理

AMIヘッドエンド・システムは、設置されているすべてのスマート・メーターからの受信データのハブとして機能します。ヘッドエンド・システムはデータを検証し、予備処理を実行してから、メーター・データ管理システム(MDMS)に転送します。

ステージ3―データ処理と分析

MDMSは、データが生き生きと動く場所です。生データを有意義な情報に変換し、公益事業会社が負荷予測、デマンド・レスポンス、配電自動化などに関する情報に基づいた意思決定を行うために使用することができます。例えば、公益事業会社はAMIメーターのデータを使って、停電時や停電後の変圧器の負荷を管理することができます。

ステージ4―顧客インターフェース

データの処理と分析は、公益事業会社だけでなくその顧客にも利益をもたらします。公益事業会社が必要なデータの洞察をすべて取得すると、それらの洞察を顧客に中継し、顧客は顧客ポータルや家庭用ディスプレイを通じて、オンデマンドで詳細なエネルギー使用量情報にアクセスできるようになります。この透明性により顧客の意思決定が影響を受け、省エネ行動が促進され、顧客がエネルギー・コストをより効果的に管理できるようになります。

ステージ5―サービス停止の通知と管理

AMIシステムにはサービス停止管理機能が搭載されており、サービス停止が発生しそうになると、影響を受けるスマート・メーターに電力が失われる前に「最終警告」信号を送信できます。この機能は、公益事業会社が必要に応じて問題を迅速に特定して解決するのに役立ちます。

AMIシステムのユースケース

AMIは、公益事業業界の状況を一変する革新的なテクノロジーです。たとえば、2021年の時点で、公益事業会社は1億1,000万台以上のAMIシステムを設置しています(設置されている全電力メーターの約70%)1。しかし、このテクノロジーは具体的にどのように活用されているのでしょうか。例としては、次のようなものがあります。

デマンド・レスポンス・プログラム

AMIは、デマンド・レスポンス・プログラムの実装を強化します。これにより、需要ピーク時のエネルギー使用量を削減するよう消費者に奨励し、負荷のバランスをとり、サービス停止を防ぐことができます。AMIを使用することで、公益事業会社はエネルギー使用量をリアルタイムで監視し、需要が高すぎる場合に消費量を削減するよう顧客に信号を送信できます。

停止の検出と管理

停電が発生した場合、AMIシステムは自動的に停電を検出して公益事業会社に報告できるため、停電時間が短縮され、サービスの信頼性が向上します。さらに、AMIは公益事業会社が停電の場所を特定するのにも役立ち、迅速な修復が可能になります。

リモート接続/切断

AMIは、サービスをリモートで接続または切断する機能を公益事業者に提供します。これは、顧客が引っ越したり料金を支払わなかった場合に特に役立ちます。この機能により、施設への物理的な訪問の必要性がなくなるだけでなく、サービスの再接続と切断の迅速化も容易になります。

脅威の検出

エネルギーの盗難は、多くの公益事業会社にとって重大な問題です。AMIを使用すると、公益事業会社はエネルギー使用パターンを監視し、盗難を示唆する可能性のある異常を検出できます。たとえば、敷地内に人がいるにもかかわらず、メーターが長期間にわたって低い消費量または消費量を記録していない場合、エネルギーが盗まれていることを示している可能性があります。

カスタマー・サービスの強化

前述したように、AMIシステムは、顧客がエネルギー消費をより効果的に管理するのに役立ちます。ただし、公益事業会社はAMIデータを使用して顧客にパーソナライズされた省エネのヒントや推奨事項を提供し、顧客サービスをさらに強化することもできます。

分散型発電の実現

新しいメーターや太陽光パネルなどの分散型再生可能エネルギー・リソースを設置する消費者が増えているため、AMIは公益事業会社がリソースを効果的に管理できるように支援できます。AMIは、太陽光発電などの新しいエネルギー資源からのエネルギー生産に関するリアルタイム・データを提供できるため、企業はそれらを電力網に適切に統合できます。

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脚注

1 How many smart meters are installed in the United States, and who has them?、U.S. Energy Information Administration、2022年11月8日