효율적이고 비용 효율적이며 환경적으로 지속 가능한 에너지에 대한 요구가 증가하고 스마트 기술이 확산을 고려할 때, 첨단 계량 인프라(AMI)가 더욱 진화하는 핵심 기술이 된 것은 당연한 결과입니다.
AMI는 에너지 회사와 고객 간의 양방향 통신을 가능하게 하는 통합 고정 네트워크 시스템입니다. 이 시스템은 에너지 사용 데이터를 수집, 저장, 분석 및 표시하여 에너지 회사가 전기, 가스 및 수도 사용량을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기능을 제공합니다.
AMI를 사용하면 변조 표시, 구간 데이터, 정전 세부 정보 및 전력 품질은 물론 전기 계량 엔드포인트에 대한 특정 고급 기능을 포함한 광범위한 데이터를 수집할 수 있습니다.
예를 들어, 수도 회사에서는 AMI 계량기를 사용하여 종합적인 유량 데이터를 확보합니다. 누수가 의심되는 과도한 물 사용 패턴이 데이터에서 감지되는 경우 회사는 고객에게 통지하거나 수리를 시작할 수 있습니다.
기존 AMR(자동 검침)과 달리 AMI의 양방향 통신 모델은 더욱 포괄적인 데이터를 수집할 수 있고, 기업이 원격으로 검침 기능을 관리할 수 있습니다. 여기에서는 AMI 시스템의 작동 방식과 기업이 이를 활용하여 더 효율적이고 지속 가능한 운영을 실현할 수 있는 방법에 대해 설명합니다.
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첨단 계량 인프라는 서로 연결된 여러 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다.
AMI 시스템의 핵심은 디지털 가스계량기, 전기 계량기, 수도 계량기 등 일반적으로 1시간 이하의 간격으로 에너지 소비량을 기록하는 스마트 계량기입니다.이러한 장치는 적어도 매일 한 번씩 에너지 회사에 데이터를 전송합니다.
통신 네트워크는 스마트 계량기와 AMI 헤드엔드 시스템 사이에서 이뤄지는 양방향 통신의 중추 역할을 합니다. 시스템의 특정 토폴로지에 따라 무선 또는 유선일 수 있습니다. 이러한 AMI 네트워크는 스마트 계량기에서 헤드엔드 시스템으로 또는 그 반대로 데이터를 전달하므로 에너지 회사가 계량기에 명령(예: 원격 연결 끊기/재연결, 펌웨어 업데이트 등)을 보낼 수 있습니다.
통신 네트워크는 무선 주파수(RF) 신호, 셀룰러 네트워크 또는 광대역 연결을 사용하거나 전력선 통신(AMI 계량기가 전력선을 통해 데이터를 전송함)을 사용하여 사용량 정보를 수도, 가스 및 전기 회사로 전송할 수 있습니다.
원격으로 계량기를 관리할 수 있으므로 수동 검침이 필요하지 않을 뿐만 아니라 정전 시 대응 시간도 빨라집니다.
데이터 관리 시스템은 모든 계량기 데이터가 수집, 저장, 처리 및 분석되는 중앙 저장소입니다. 여기에서는 스마트 계량기가 제공한 원시 데이터가 실행 가능한 인사이트로 변환됩니다. 에너지 회사는 이러한 인사이트를 활용하여 운영을 개선할 수 있으며, 고객은 에너지 사용에 대한 세부 정보를 확인하여 소비를 더욱 효과적으로 관리할 수 있습니다.
AMI 시스템의 워크플로는 다음과 같은 주요 단계로 나눌 수 있습니다.
AMI 워크플로는 스마트 계량기에서 시작됩니다. 고객의 위치에 설치된 스마트 계량 시스템은 자동화된 계량기 판독 기능을 제공하고, 일정한 간격으로 에너지 회사에 사용량 데이터를 다시 전송합니다.
AMI 헤드엔드 시스템은 설치된 모든 스마트 계량기에서 수신한 데이터의 허브 역할을 합니다. 헤드엔드 시스템은 데이터를 확인하고 예비 처리를 수행한 다음 계량기 데이터 관리 시스템(MDMS)으로 전달합니다.
MDMS는 데이터에 생명을 불어넣는 곳입니다. 에너지 회사가 부하 예측, 수요 대응, 분배 자동화 등과 관련해 정보에 입각한 의사 결정에 활용할 수 있도록 원시 데이터를 의미 있는 정보로 변환합니다. 예를 들어, 전력 회사는 AMI 계량기 데이터를 사용하여 정전 중 및 정전 후에 변압기 부하를 관리할 수 있습니다.
데이터 처리 및 분석은 에너지 회사뿐만 아니라 고객에게도 이점을 제공합니다. 에너지 회사가 필요한 데이터 인사이트를 모두 확보하면 이러한 인사이트를 고객에게 전달하고, 고객은 고객 포털과 가정 내 디스플레이를 통해 필요에 따라 상세한 에너지 사용량 정보를 확인할 수 있습니다. 이러한 투명성은 고객의 의사 결정에 영향을 미쳐 에너지 절약 행동을 장려하고 고객이 에너지 비용을 더욱 효과적으로 관리할 수 있도록 합니다.
AMI 시스템에는 정전 관리 기능이 탑재되어 있으므로 정전이 임박했을 때 영향을 받을 수 있는 스마트 계량기에 정전이 발생하기 전에 '마지막 경고' 신호를 보낼 수 있습니다. 이 기능은 에너지 회사가 필요할 때 신속하게 문제를 파악하고 해결할 수 있도록 도와줍니다.
AMI는 에너지 산업의 지형을 재정의하는 혁신적인 기술입니다. 전기 회사를 예로 들자면, 이들은 2021년 기준으로 1억 1천만 개 이상의 AMI 시스템을 설치했습니다(전체 전기 계량기 설치의 약 70%).1그렇다면 이 기술은 정확히 어떻게 활용되고 있을까요? 몇 가지 예를 들어 보겠습니다.
AMI는 수요가 가장 많은 시간대에 소비자들이 에너지 사용량을 줄이도록 장려하는 수요 대응 프로그램의 구현을 강화하여 부하 균형을 유지하고 정전을 예방할 수 있습니다. 에너지 회사는 AMI를 통해 에너지 사용량을 실시간으로 모니터링하고 수요가 너무 많을 때 고객에게 에너지 소비를 줄이도록 신호를 보낼 수 있습니다.
정전이 발생하면 AMI 시스템이 자동으로 정전을 감지하고 에너지 회사에 보고하여 정전 시간을 줄이고 서비스 안정성을 개선할 수 있습니다. 또한 AMI를 사용하면 에너지 회사가 정전이 발생한 위치를 정확히 찾아내어 더 빠르게 복구할 수 있습니다.
AMI는 에너지 회사가 서비스를 원격으로 연결하거나 연결 해제할 수 있는 기능을 제공하며, 이는 고객이 이사하거나 고지서를 지불하지 않을 때 특히 유용합니다. 이 기능을 사용하면 고객의 위치에 직접 방문할 필요가 없고, 서비스 재연결 및 연결 해제를 더 빠르게 처리할 수 있습니다.
에너지 도난은 많은 에너지 회사에서 중요한 문제입니다. 에너지 회사는 AMI를 통해 에너지 사용 패턴을 모니터링하고 도난이 의심되는 불규칙성을 감지할 수 있습니다. 예를 들어, 건물에 입주자가 있는데도 장기간 에너지 소비량이 적거나 전혀 없다면 에너지가 도난당하고 있다는 신호일 수 있습니다.
앞서 언급한 바와 같이 AMI 시스템은 고객이 에너지 소비를 더욱 효과적으로 관리할 수 있도록 도와줍니다. 그러나 에너지 회사는 AMI 데이터를 사용하여 고객에게 맞춤형 에너지 절약 팁과 권장 사항을 제공함으로써 고객 서비스를 더욱 개선할 수 있습니다.
태양 전지판과 같은 신재생 에너지 자원과 새로운 계량기를 설치하는 소비자가 증가함에 따라, AMI는 에너지 회사가 자원을 효율적으로 관리하는 데 도움을 줄 수 있습니다. AMI는 태양광과 같은 새로운 에너지 자원의 에너지 생산에 대한 실시간 데이터를 제공하여 기업이 이를 전력망에 더 잘 통합할 수 있도록 지원합니다.
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각주
1 How many smart meters are installed in the United States, and who has them?, U.S. Energy Information Administration, 08 November 2022