자동계량기판독

자동계량기(AMR)는 수도계량기 또는 에너지계량기(가스, 전기)에서 소비량, 진단, 상태 데이터를 자동으로 수집해 중앙 데이터베이스로 전송해 과금, 문제해결, 분석하는 기술이다. 이 기술은 주로 전력회사가 계량기를 판독하기 위해 각 물리적 위치로 정기적으로 이동하는 비용을 절약한다. 과금이 과거 또는 예측 소비에 따른 추정치보다는 거의 실시간에 가까운 소비에 기초할 수 있다는 점도 장점이다. 분석과 결합된 이 시의적절한 정보는 전기 에너지, 가스 사용 또는 물 소비의 사용과 생산을 전력 공급자와 고객 모두에게 더 잘 통제하는 데 도움이 될 수 있다.

AMR 기술은 전화 플랫폼(유선과 무선), 무선 주파수(RF) 또는 파워라인 전송을 기반으로 한 휴대용, 모바일 및 네트워크 기술을 포함한다.

기술

터치 테크놀로지

터치 기반 AMR을 통해 미터 판독기는 막대나 프로브가 있는 휴대용 컴퓨터나 데이터 수집 장치를 휴대한다. 이 장치는 판독 프로브를 터치패드에 둘러싸인 판독 코일에 가깝게 접촉하거나 배치하여 미터기에서 판독치를 자동으로 수집한다. 버튼을 누르면 프로브가 터치 모듈로 조회 신호를 보내 미터 판독값을 수집한다. 장치에 있는 소프트웨어는 일련번호를 경로 데이터베이스에 있는 일련번호와 일치시키고 나중에 청구서나 데이터 수집 컴퓨터에 다운로드하기 위해 미터기 판독값을 저장한다. 계량기 판독기가 여전히 계량기 현장에 가야 하기 때문에 이것을 "현장" AMR이라고 부르기도 한다. 또 다른 형태의 접촉기들은 데이터를 전송하기 위해 표준화된 적외선 포트를 사용한다. 프로토콜은 ANSI C12.18 또는 IEC 61107과 같은 문서에 의해 제조자 간에 표준화된다.

AMR 호스팅

AMR 호스팅은 사용자가 인터넷을 통해 전기, 수도 또는 가스 소비량을 추적할 수 있는 백오피스 솔루션이다. 모든 데이터는 거의 실시간으로 수집되며, 데이터 수집 소프트웨어에 의해 데이터베이스에 저장된다. 사용자는 웹 어플리케이션을 통해 데이터를 볼 수 있으며, 로드 프로파일 도표 작성, 관세 구성요소 분석, 공공요금 확인 등 다양한 온라인 분석 도구를 이용해 데이터를 분석할 수 있다.

무선 주파수 네트워크

무선 주파수 기반 AMR은 다양한 형태를 취할 수 있다. 더 일반적인 것은 휴대용, 모바일, 위성 및 고정 네트워크 솔루션이다. 양방향 RF 시스템과 단방향 RF 시스템이 모두 사용 중이며, 면허된 RF 대역과 무면허 RF 대역을 모두 사용하고 있다.

양방향 또는 "웨이크업" 시스템에서는 일반적으로 무선 신호가 AMR 미터기의 고유 일련 번호로 전송되어 송수신기에 전원을 공급하고 데이터를 전송하도록 지시한다. 미터 송수신기와 판독 송수신기는 모두 무선 신호를 주고 받는다. 단방향 "버블업" 또는 연속 방송형 시스템에서 미터는 연속적으로 전송되며 데이터는 몇 초마다 전송된다. 이는 판독 장치가 수신기만 될 수 있고 미터기는 송신기만 될 수 있다는 것을 의미한다. 데이터는 미터 송신기에서 판독 수신기로만 이동한다. 독해에는 단방향 통신을, 프로그래밍 기능에는 양방향 통신을 사용하는 단방향과 양방향 기술을 결합한 하이브리드 시스템도 있다.

RF 기반 미터 판독은 일반적으로 미터 판독기가 재산이나 집에 들어가거나 지하 미터 구덩이를 찾아 열 필요가 없다. 이 유틸리티는 읽기 속도를 높임으로써 돈을 절약하고, 사유지에 들어가면서 발생하는 책임도 덜하며, 계량기에 접근할 수 없을 때 발생하는 누락된 판독치가 적다.

RF 기반의 기술은 어디서나 쉽게 받아들여지지 않는다. 몇몇 아시아 국가에서 이 기술은 복사 전력의 무선 주파수 사용과 관련된 규제 장벽에 직면해 있다. 예를 들어 인도에서 일반적으로 ISM 대역에 있는 무선 주파수는 10mW의 저전력 라디오에서도 자유롭게 사용할 수 없다. 전력계량기 제조업체의 대다수는 유럽 국가에 대규모 전개를 위한 주파수 대역 433/868 MHz의 무선 주파수 소자를 보유하고 있다. 2.4GHz의 주파수 대역은 현재 인도에서 실외뿐만 아니라 실내 애플리케이션에도 사용될 수 있지만, 이 주파수 대역 내에서 제품을 보여준 제조업체는 거의 없다. 그러한 국가에서 무선 주파수 AMR의 이니셔티브는 면허 비용이 AMR의 이익을 능가하는 곳이라면 어디든 규제 기관이 맡고 있다.

핸드헬드

휴대용 AMR에서 미터 판독기는 AMR 지원 미터로부터 미터 판독값을 수집하기 위해 수신기/송신기(무선 주파수 또는 터치)가 내장되거나 부착된 핸드헬드 컴퓨터를 휴대한다. 미터기 판독기가 미터기 판독 경로를 통과할 때 미터기가 설치된 위치를 걸어 다니기 때문에 이를 "보행" 미터 판독이라고 부르기도 한다. 휴대용 컴퓨터는 대체 AMR 기술을 사용하지 않고 수동으로 판독치를 입력하는 데도 사용될 수 있지만, 이는 미터기 판독치를 사용하여 정확하게 전자적으로 판독할 수 있는 완전한 데이터를 지원하지 않는다.

모바일

모바일 또는 "드라이브 바이" 미터 판독은 차량에 판독 장치가 설치된 곳이다. 미터 판독기는 판독 장치가 자동으로 미터 판독값을 수집하는 동안 차량을 운전한다. 흔히 모바일 미터 판독을 위해 판독 장비에는 GPS와 매핑 소프트웨어가 제공하는 항법 및 매핑 기능이 포함된다. 모바일 미터 판독을 통해 독자는 보통 특정 경로 순서에 따라 미터기를 읽을 필요가 없고 모든 미터기가 판독될 때까지 서비스 구역을 주행한다. 컴포넌트는 종종 노트북 또는 독점 컴퓨터, 소프트웨어, RF 수신기/송신기 및 외부 차량 안테나로 구성된다.

위성

데이터 수집 위성용 송신기는 기존 미터 옆 현장에 설치할 수 있다. 위성 AMR 장치는 판독을 위해 미터기와 통신한 다음 고정 또는 이동 위성 네트워크를 통해 판독값을 전송한다. 이 네트워크는 위성 송신기/수신기의 경우 하늘을 선명하게 볼 수 있어야 하지만 고정 타워를 설치하거나 현장 기술자를 파견할 필요가 없으므로 지리적 미터 밀도가 낮은 지역에 특히 적합하다.

AMR에 일반적으로 사용되는 RF 기술

• 협대역(단일 고정 무선 주파수)
• 스프레드 스펙트럼
  • 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DSSSS)
  • 주파수 호핑 확산 스펙트럼(FHSS)

휴대전화 데이터 시스템, 지그비, 블루투스, 와베니스 등 RF 기술이 적용된 AMR을 이용한 계량기도 있다. 일부 시스템은 미국 연방통신위원회(FCC) 면허 주파수와 함께 작동하며, FCC Part 15에 따라 무면허 무선 주파수를 사용할 수 있다.

와이파이

WiSmart는 802.11 b/g 프로토콜을 이용한 무선 TCP/IP 통신을 제공하기 위해 다양한 가전제품에서 사용할 수 있는 다용도 플랫폼이다.

스마트 서모스탯과 같은 장치는 전력 수요를 관리하기 위해 가정용 전력 소비를 낮출 수 있도록 한다.

코퍼스 크리스티는 2007년 5월 31일까지 무료였던 시가지 와이파이를 미국 최초로 구현한 도시 중 하나가 되었는데, 주로 미터기 판독기가 개의 공격을 받은 후 AMR을 용이하게 하기 위해서였다.^[1] 오늘날 많은^[which?] 미터는 Wi-Fi 네트워크를 사용할 수 없더라도 Wi-Fi를 사용하여 전송하도록 설계되었으며, 드라이브 바이 로컬 Wi-Fi 핸드 홀드 리시버를 사용하여 읽힌다.

코퍼스 크리스티에 설치된 미터는 와이파이가 직접 활성화되지 않고 460MHz 대역에서 협대역 버스트 원격측정법을 전송한다. 이 협대역 신호는 와이파이보다 범위가 훨씬 넓어 프로젝트에 필요한 수신기 수가 훨씬 적다. 그런 다음 특수 수신기 스테이션이 협대역 신호를 디코딩하고 Wi-Fi를 통해 데이터를 재전송한다.

코퍼스 크리스티 지역에 설치된 자동 유틸리티 미터의 대부분은 배터리로 작동된다. Wi-Fi 기술은 장기간 배터리 구동 작동에 적합하지 않다.

전력선 통신

PLC는 전력선을 통해 전자 데이터가 다시 변전소로 전송된 다음 전력회사의 본사에 있는 중앙 컴퓨터에 중계되는 방식이다. 이것은 고정된 네트워크 시스템의 한 유형으로 간주될 것이다. 즉, 네트워크는 전력 공급을 위해 전력회사가 구축하고 유지하는 유통망이다. 그러한 시스템은 주로 전기계량기 판독에 사용된다. 일부 제공자는 PLC형 시스템에 공급하기 위해 가스와 수도 계량기를 연결했다.

간략한 역사

1972년 테오도르 조지 "테드" 파라스케바코스는 앨라배마주 헌츠빌에서 보잉사와 함께 일하면서 보안, 화재, 의료 경보 시스템뿐만 아니라 모든 전력회사의 미터 판독 기능을 위해 디지털 전송을 사용하는 센서 모니터링 시스템을 개발했다. 이 기술은 현재 발신자 번호로 알려진 자동 전화선 식별 시스템의 스핀오프였다.

1974년, Paraskevakos씨는 이 기술로 미국 특허를 받았다.^[2] 1977년, 그는 Metretek, Inc.[2]를 출범시켰고, 이 회사는 최초로 완전히 자동화되고 상업적으로 이용 가능한 원격 미터 판독 및 부하 관리 시스템을 개발, 생산했다. 이 시스템이 인터넷 이전으로 개발되었기 때문에, Metretek는 IBM 시리즈 1 미니 컴퓨터를 활용했다. 이러한 접근을 위해 Paraskevakos씨와 Metreteck는 복수 특허를 받았다.^[3]

검침 자동화의 일차적인 동인은 인건비 절감이 아니라 얻기 어려운 자료를 확보하는 것이다.^{[citation needed]} 예를 들어, 계량기에 접근하기 위해 전력회사가 주택 소유자와 약속을 잡아야 하는 장소에 수도 계량기가 많이 설치되어 있다. 많은 지역에서 소비자들은 12개월마다 한 번씩의 실제 미터 판독값으로 매달 사용량을 추정하는 대신, 월 수도 요금을 실제 판독값으로 책정할 것을 요구해 왔다. 초기 AMR 시스템은 주거 고객을 위한 방문 및 드라이브 바이 AMR과 상용 고객 또는 산업 고객들을 위한 전화 기반 AMR로 구성되는 경우가 많았다. 한 때 월별 데이터가 필요했던 것은 매일 그리고 심지어 매시간 미터기의 판독이 필요하게 되었다. 이에 따라 미국에서는 드라이브 바이(drive by)와 전화 AMR의 판매는 감소하는 반면 고정 네트워크 판매는 증가했다. 2005년 미국의 에너지 정책법은 전력 규제 당국이 전기 소비자가 첨단 계량 및 통신 기술을 통해 에너지 사용과 비용을 관리할 수 있도록 하기 위해 "...시간 기반 요금제(time-based rate schedule)에 대한 지원을 고려할 것을 요구하고 있다.^[4]

현재 추세는 고급 계량 인프라의 일부로 고급 계량기를 사용하는 것을 고려하는 것이다.

고급 AMR 및 AMI

원래 AMR 장치는 전자적으로 미터 판독값을 수집하여 계정과 일치시켰다. 기술이 발전함에 따라 추가 데이터를 캡처, 저장 및 메인 컴퓨터로 전송할 수 있으며, 계측 장치를 원격으로 제어할 수 있는 경우가 많다. 여기에는 변조, 누출 감지, 배터리 부족 또는 역류 등의 이벤트 경보가 포함될 수 있다. 많은 AMR 장치들은 또한 간격 데이터와 로그 미터기 이벤트를 캡처할 수 있다. 기록된 데이터는 물 또는 에너지 사용 프로파일링, 사용 시간 과금, 수요 예측, 수요 대응, 흐름 기록 속도, 누출 감지, 흐름 모니터링, 수도 및 에너지 절약 시행, 원격 차단 등에 사용할 수 있는 사용 시간 또는 사용률 데이터를 수집하거나 제어하는 데 사용할 수 있다. AMI는 AMR을 넘어 원격 유틸리티 관리로 이어지는 고정 네트워크 미터 시스템의 네트워킹 기술을 나타내기 위해 만들어진 신조어다. AMI 시스템의 미터는 종종 프로그래밍된 논리에 기초하여 수집된 데이터를 사용할 수 있기 때문에 스마트 미터라고 불린다.

자동계량기판독협회(AMRA)는 고도계량인프라(AMI)의 광범위한 구현에 대한 규제 장벽을 제거하기 위한 NARUC(National Association of Regulation Utility Committeeers) 결의안을 지지한다. 2007년 2월에 통과된 결의안은 동적 가격 결정의 이행을 지원하는 AMI의 역할과 그에 따른 소비자 편익을 인정하였다.^[5] 결의안은 정전 관리, 수익 보호 및 자산 관리 분야에서 상당한 효용 운영 비용 절감을 달성하는 데 있어 AMI의 가치를 추가로 식별했다. 결의안은 또 AMI 사업 사례 분석을 통해 비용 효율적인 구축 전략을 파악하고, 신중히 발생한 AMI 지출에 대한 적기 비용 회수를 승인했으며, 그러한 투자에 대한 요금 책정 및 세금 처분에 대한 추가 권고안을 제시했다.

고급 미터링의 이점

고급 계량 시스템은 유틸리티, 소매 제공업체 및 고객에게 혜택을 제공할 수 있다. 읽기, 연결 및 단절을 자동화함으로써 효율성이 향상되고, 운영 중단이 감지되고, 변조 통지가 발생하며, 인건비가 절감되는 공익 사업체들이 이익을 인식하게 될 것이다. 소매 제공업체들은 고객들을 위한 패키지 사용자 정의 외에도 새로운 혁신적인 제품을 제공할 수 있을 것이다. 또한 계량기 데이터를 쉽게 이용할 수 있게 되면 표준 유틸리티 읽기 주기를 따르는 대신 고객이 보다 유연한 청구 주기를 이용할 수 있게 될 것이다. 고객이 적시에 사용할 수 있는 사용 정보를 통해 실제 미터 데이터를 사용하여 에너지 소비량을 관리하고 한 REP에서 다른 REP로 변경할 수 있는 기회를 통해 이익을 볼 수 있다. 이러한 이점 때문에 많은 유틸리티 기업들이 일부 유형의 AMR 솔루션을 구현하는 방향으로 이동하고 있다.

많은 경우에 스마트 계측은 법률에 의해 요구된다(예: 펜실베니아 법 129(2008)).

유틸리티에 대한 스마트 미터링의 이점.^{[citation needed]}

• 정확한 미터 판독값, 더 이상 추정치 없음
• 요금 청구 개선
• 정확한 프로파일 클래스 및 측정 클래스, 실제 비용 적용
• 장비에 대한 보안 및 변조 감지 향상
• 프로필 데이터 그래프를 통한 에너지 관리
• 실수 수정 비용 절감
• 미지급지출소감
• "읽기 비용" 측정의 투명성
• 보다 정확한 데이터로 구매력 향상 — "제거" 가격
• 부족한 경우, 전력회사는 공급을 관리/할당 할 수 있을 것이다.

고객을 위한 스마트 계측의 이점.

• 사용량에 대한 청구 및 추적 개선.

고급 계측의 단점

• 개인 정보 손실 위험 — 사용 세부 정보로 사용자 활동에^[6] 대한 정보 노출
• 타/비인가 제3자에^[6] 의한 모니터링 가능성 증대
• 잠재적으로 신뢰성이 감소됨(더 복잡한 미터, 더 많은 제3자의 간섭 가능성)^[6]
• 네트워크 또는 원격 액세스로^[6] 인한 보안 위험 증가

주목할 만한 배치

건설 관행, 날씨 및 세계 각지의 정보 드라이브 유틸리티의 필요성은 서로 다른 비율로 AMR을 지향한다. 미국에서는 RF 기반 기술 및 PLC 기반 기술 모두에 대해 상당한 고정 네트워크 구축이 이루어지고 있다.^[7] 일부 국가는 AMR 시스템을 전국에 배치했거나 배치할^[8] 계획을 가지고 있다.

SPAR

SPAR은 AMR과 에너지 분석 보고서를 조합해 에너지 소비를 ^[9]20% 줄일 수 있었다.

호주.

호주의 AMI는 관찰된 시장의 비효율성을 시정하려는 정부 정책과 운영 효율성을 얻으려는 유통 기업 모두로부터 성장했다. 2008년 7월, 빅토리아에는 4년 동안 260만 미터를 배치하기 위한 의무 프로그램이 계획되어 있었다. AMI 미터의 예상 최고 설치율은 빅토리아 전역에서 하루 5,000대였다. 프로그램 거버넌스는 산업 운영 위원회에 의해 제공되었다.

2009년에 빅토리아 감사관은 프로그램을 검토했고 정부에 대한 조언에 "중대한 불충분한 점"이 있었고 프로젝트 거버넌스가 "적절하지 않았다"^[10]는 것을 발견했다. 빅토리아 정부는 그 후 그 프로그램의^[11] 모라토리엄을 발표했다.

• 텍사스 공익사업위원회 보고서 2006
• 펜실베이니아, (Exelon-PECO) 220만 미터 배치
• 미주리 (아메렌) 170만 미터가 배치됐다.

참고 항목

• 인코더 수신기 송신기
• 분산 생성
• 전기계량기
• 공급관세
• 가스계량기
• 네트 미터링
• 비침입 부하 모니터링
• 미터 버스
• 개방형 계량 시스템
• 전력선 통신
• 공익사업
• 스마트 미터
• 유틸리티 하위 계층화
• 수도계량기

참조

외부 링크

• Wikimedia Commons의 자동 미터 판독과 관련된 미디어
• '스마트 그리드'란 무엇인가?