[ez-toc]

با توسعه سریع فناوری‌های دیجیتال، نسل دوم سیستم‌های اندازه‌گیری پیشرفته AMI2.0 در  آمریکا، گامی بنیادین در راستای دیجیتالی‌سازی انرژی و هوشمندسازی زیرساخت‌های توزیع برق، گاز و آب به شمار می‌رود. این تحول نه تنها با ارتقاء کنتورهای هوشمند ممکن شده، بلکه به کمک اینترنت اشیاء (IoT)، شبکه‌های 5G، محاسبات لبه‌ای و هوش مصنوعی (AI) ابعاد جدیدی به مدیریت مصرف انرژی داده است.

مفهوم AMI2.0 چیست؟

AMI2.0 نسخه پیشرفته و توسعه‌یافته سیستم‌های اندازه‌گیری پیشرفته است که برخلاف AMI 1.0، تنها به ثبت داده‌ها بسنده نمی‌کند. این سیستم دارای قابلیت‌های زیر است:

• ارتباط دوطرفه بلادرنگ با مصرف‌کننده

• تحلیل داده‌ها در لبه شبکه (Edge computing)

• پشتیبانی از زیرساخت ابری

• قابلیت به‌روزرسانی نرم‌افزاری از راه دور

کدام فناوری‌ها در AMI2.0 آمریکا استفاده شده‌اند؟

نسل جدید AMI2.0 در آمریکا

Landis+Gyr از پيشگامان نسل جدید AMI2.0 سیستم‌های اندازه‌گیری پیشرفته است، فناوري شبكه هوشمند لبه ­اي و فناوری زیرساخت اندازه‌گيري‌هاي هوشمند می‌باشد؛ که شامل فناوری‌های ابری  و امنیت سایبری هم می‌شود.

تحول دیجیتال در صنعت انرژی آمریکا با کمک AMI2.0، IoT و هوش مصنوعی

نسل جدید زیرساخت‌های اندازه‌گیری پیشرفته یا AMI2.0، به عنوان یکی از ستون‌های اصلی شبکه هوشمند انرژی در ایالات متحده، نقشی حیاتی در مدیریت مصرف انرژی بهینه، کاهش تلفات شبکه برق و افزایش امنیت سایبری در حوزه انرژی ایفا می‌کند. این زیرساخت جدید نه‌تنها به کمک اینترنت اشیاء (IoT) و شبکه‌های 5G به مصرف‌کننده نهایی امکان نظارت دقیق و بلادرنگ بر مصرف برق را می‌دهد، بلکه با ادغام هوش مصنوعی (AI) و تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data)، به تصمیم‌گیری‌های لحظه‌ای برای مدیریت بار شبکه و بهینه‌سازی تولید و توزیع انرژی کمک می‌کند.

یکی از مزایای مهم AMI 2.0، پشتیبانی از تجهیزات تولید انرژی توزیع‌شده (DER) مانند پنل‌های خورشیدی خانگی است که به مصرف‌کنندگان امکان می‌دهد از منابع انرژی تجدیدپذیر بهره ببرند و حتی انرژی مازاد خود را به شبکه بازگردانند.

در این میان، استفاده از محاسبات لبه‌ای (Edge Computing) در کنتورهای هوشمند باعث می‌شود تا بدون نیاز به ارسال دائمی اطلاعات به سرورهای ابری، تصمیم‌گیری‌های اولیه در محل انجام شود؛ این موضوع منجر به کاهش تأخیر در پاسخگویی شبکه و افزایش پایداری سیستم‌های اندازه‌گیری پیشرفته می‌شود.

از سوی دیگر، پلتفرم‌های ابری (Cloud Platforms) امکان تجمیع، ذخیره‌سازی و تحلیل گسترده داده‌ها را فراهم کرده‌اند که برای پایش مصرف انرژی خانگی، مدیریت تقاضای برق در ساعات اوج و پیش‌بینی نیازهای انرژی آینده بسیار کلیدی است.

با ورود مصرف‌کننده آگاه به حوزه انرژی (Prosumer)، AMI 2.0 نه‌تنها یک ابزار اندازه‌گیری، بلکه یک ابزار مشارکت فعال در بازار انرژی به شمار می‌رود. در این مدل جدید، کربن‌زدایی از شبکه برق، افزایش شفافیت مصرف انرژی و تقویت امنیت داده‌ها از طریق رمزنگاری پیشرفته، به اهداف بلندمدت سیاست‌گذاران و شرکت‌های انرژی تبدیل شده است.

فعال کردن انتقال انرژی پاک با زیرساخت‌های اندازه‌گیری پیشرفته نسل بعدی  AMI2.0

AMI2.0 کربن­زدایی و انعطاف­پذیری شبکه را ترویج می‌کند. AMI2.0 برنامه‌هایی را برای مدیریت شارژ DER و EV، بهره­وری انرژی مصرف‌کننده و نوسازی شبکه ارائه داده است.

زیرساخت اندازه‌گیری پیشرفته (AMI) دیگر مجموعه‌ای از کنتورهای دیجیتال نیست که حجم محدودی از داده‌ها و چند کار معمول را مدیریت کند. AMI2.0 یک شبکه محاسبات لبه­اي قدرتمند است. نسل بعدی AMI با ارائه داده‌های بی‌درنگ و کنترل بیشتر بر مصرف انرژی، مصرف‌کنندگان را توانمند می‌سازد و به شرکت‌ها کمک می‌کند تا شبکه‌ای انعطاف‌پذیر با کربن کاهش‌یافته بسازند.

شرکت‌ها متوجه شده‌اند که تجزیه و تحلیل داده‌های مشتری، هدف‌گیری مشتری و توصیه‌های نرخ مصرف، برخی از موارد استفاده برتر برای تحلیل داده‌های کنتور هوشمند هستند. فناوری‌های AMI2.0 هوش افزوده/یادگیری ماشین، محاسبات لبه، شبکه‌های IoT و 5G، پردازش سریع داده‌های AMI همراه با داده‌های خارجی مانند رسانه‌های اجتماعی را در سطحی بسیار دقیق‌تر ممکن می‌سازد.

نیاز به زیرساخت‌های پیشرفته اندازه‌گیری

کنتورهای AMI و باتری‌های داخلی آن‌ها دارای طول عمر 20 سال هستند. همانطور که بسیاری از آنها به مرز 20 سال نزدیک می‌شوند، نرخ خرابی در حال افزایش است. کاربران اولیه AMI1.0 اکنون در حال برنامه­ریزی برای جایگزینی آنها هستند که ممکن است این جایگزینی سه تا پنج سال طول بکشد. موج بعدی کنتورها بخشی از یک پشته فناوری قوی است که “AMI2.0” نامیده می‌شود.

نسل بعدی AMI متشکل از دستگاه‌های محاسباتی لبه‌ای با قابلیت‌های پیشرفته است که درک بهتری از نحوه استفاده یا تولید الکتریسیته، آّب و گاز در زمان واقعی را ممکن می‌سازد. این هوش دارای مزایای بالقوه زیادی برای مصرف‌کنندگان و شرکت‌های آب و برق و گاز است.

AMI2.0 این امکان را به شرکت‌ها می‌دهد تا از اشتراک‌گذاری داده‌های دو طرفه به روش‌های جدیدی بهره ببرند که هم به نفع ارائه‌دهنده و هم مشتری است. این شامل داده‌های سنسورها و کنتورهای جدید مجهز به نرم‌افزار و هوش است که امکان گزارش­گیری و اشتراک­گذاری در زمان واقعی را فراهم می‌کند و به مشتریان امکان می‌دهد انرژی خود را راحت­تر مدیریت کنند.

ادغام با دستگاه‌ها و لوازم خانگی محبوب موجود برای توانمندسازی شهروندان ضروری است. همین داده‌ها در کنتورها به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا جریان انرژی را در زمان‌های اوج مصرف و زمان‌های غیر اوج مصرف، مدیریت بهتر انجام دهند.

به عنوان یک امتیاز اضافی، برای استفاده از AMI2.0 نیازی به جایگزینی تمام کنتورهای موجود نیست.  بسیاری از کنتورهای هوشمند موجود در آمریکا را می‌توان با ویژگی‌های جدید از طریق نرم‌افزار ارتقاء داد تا از تأثیرات زیست‌محیطی عمده ناشی از کنتورهای موجود جلوگیری شود.

 داده‌های عملی

AMI 2.0 بستری از امکانات را فراهم می‌کند که به داده‌ها اجازه می‌دهد به طور کامل توسط مصرف‌کنندگان و ارائه‌دهنده‌ها، قابل استفاده باشد. این امر به مشتریان – از جمله مدیران انرژی و صاحبان خانه – کمک می‌کند تا نه تنها اطلاعات را به روشی معنادارتر دریافت کنند، بلکه اطلاعات واضح و عملی را از چنین داده‌هایی ارائه کنند.

شرکت‌هایی که خدمات AMI2.0 را پیاده‌سازی می‌کنند، شاهد پیشرفت‌هایی در نرخ داده، پهنای باند و نرخ بیت خواهند بود. افزایش سرعت را می‌توان به نسخه‌های جدید فناوری شبکه نسبت داد که باعث ایجاد تحول می‌شوند. در پایان، AMI2.0 یک ارتقاء سیستم است که منجر به افزایش قابلیت اطمینان شبکه و تبادل مطمئن­تر داده‌ها می‌شود.

ارائه­دهندگان خدمات انرژی در مدیریت انرژی شریک خواهند بود و به جای اندازه‌گیری صرف مصرف، شهروندان با تحلیل موردنیاز برای ایجاد مسئولیت­پذیری، کاهش کربن و محدود کردن نیاز برای تولید بیشتر، خدمات بهتری دریافت خواهند کرد.

حرکت به سمت دنیای دیجیتال

در حالی که شرکت‌ها و شهرداری‌ها معمولاً بر زیرساخت‌های فیزیکی مبتنی بر دارایی تمرکز کرده‌اند، این تمرکز در حال تغییر است و AMI2.0 نشان‌دهنده تغییر به سمت دارایی‌های دیجیتال بیشتر و مشارکت واقعی بین ارائه‌دهندگان انرژی و مصرف‌کنندگان است.

توانایی استفاده موثرتر از انرژی، فراتر از داده‌های کنتور هوشمند است. بیشتر مصرف‌کنندگان با وسایلی مانند Nest، Ecobee، Alexa و Google Home آشنا هستند و شرکت‌های خدمات شهری و شهرداری‌ها می‌خواهند اطمینان حاصل کنند که آنها در کسب و کار و خانه مرتبط باقی می‌مانند.

اتصال مستقیم به کسب و کار یا خانه از طریق سنسورها و لوازم خانگی به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا به مشتریان خود خدمات بهتری ارائه دهند، بدانند چه زمانی ممکن است لوازم خانگی به خدمات نیاز داشته باشند. کیفیت هوا، تشخیص نشت و امنیت نمونه‌های عالی از پیشرفت فناوری در این فضا هستند.

برای در نظر گرفتن AMI2.0، راه‌حل‌ها باید انعطاف‌پذیر باشند، پهنای باند، پردازش و قابلیت‌های حافظه را برای پاسخگویی به نیازهای تکاملی و ابتکارات حیاتی ارائه دهند. AMI2.0 بستری از امکانات را فراهم می‌کند که نحوه مدیریت انرژی و دارایی‌های حیاتی توزیع‌کننده آن را به شدت بهبود می‌بخشد.

مزایای AMI2.0 برای مصرف‌کنندگان

• اطلاع‌رسانی دقیق در مورد الگوی مصرف انرژی

• کاهش هزینه‌ها از طریق تعرفه‌گذاری هوشمند

• قابلیت کنترل از راه دور لوازم پرمصرف

• کمک به کاهش ردپای کربنی

مزایای AMI2.0 برای شرکت‌های توزیع برق، آب و گاز

• کاهش تلفات شبکه از طریق مانیتورینگ لحظه‌ای

• پیش‌بینی دقیق مصرف در اوج بار

• پشتیبانی از تولید انرژی توزیع‌شده (DER)

• افزایش قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری شبکه

برخلاف AMI1.0 که در آن حافظه محدود بود و به‌روزرسانی‌های از را دور فرمویر بطور محدود انجام می‌شد، کنتورهای AMI2.0 مانند گوشی‌های هوشمندی است که می‌توانند با توسعه نیازهای جدید، برنامه‌های جدیدی را برای آنها ارسال کنند. کنتورهای مسکونی جدیدتر با ترکیب قابلیت‌های یک کنتور استاندارد، نصب تأسیسات خورشیدی را ساده‌تر می‌کنند.

شكل زیر  تجسم يك سيستم AMI2.0 را به همراه ارتقاهاي هر قسمت نشان مي­دهد.

ارتقاء کنتورهای نسل اول بدون تعویض سخت‌افزار

یکی از ویژگی‌های کلیدی در ایالات متحده این است که بسیاری از کنتورهای هوشمند نسل ۱، با یک ارتقاء نرم‌افزاری ساده، می‌توانند به قابلیت‌های AMI 2.0 دست پیدا کنند. این اقدام به کاهش هزینه و اثرات زیست‌محیطی کمک شایانی کرده است.

AMI2.0 برای محیط‌های صنعتی و تجاری

در بخش‌های صنعتی و تولیدی، AMI 2.0 اجرای محاسبات لبه، خدمات ابری، فناوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل داده‌های نرم‌افزاری را برای ساده‌سازی عملیات و بهبود خدمات با پتانسیل افزایش درآمد نشان می‌دهد. نسل بعدی AMI، AMI 2.0، بر ایجاد ارزش تجاری از طریق فناوری‌های نمایی با استفاده از داده‌های AMI متمرکز است. این فناوری‌ها شامل 5G، محاسبات لبه، اینترنت اشیاء و هوش مصنوعی (AI) است.

استقرار معماری‌های ابری باز از طریق چند فضای ابری ترکیبی، امکان ادغام عمیق سیستم‌های قدیمی را فراهم می‌کند و به هوش مصنوعی اجازه می‌دهد تا از این فناوری‌ها استفاده کامل کند. شبکه‌های 5G و قابلیت‌های محاسبات لبه‌ای در جدیدترین کنتورهای هوشمند و سایر دستگاه‌ها، ارزیابی بلادرنگ شرایط شبکه، مدیریت بهبود یافته منابع انرژی توزیع‌شده (DER) و افزایش تعامل مشتری از طریق مصرف بی‌درنگ انرژی در سطح دستگاه را ممکن می‌سازد.

نتیجه‌گیری

AMI 2.0 در آمریکا تنها یک پروژه فناورانه نیست، بلکه گامی مهم به سوی اقتصاد انرژی دیجیتال و پایدار است. این زیرساخت، پایه‌ای برای هوشمندسازی شهرها، مصرف‌کننده آگاه، و شبکه‌ای قابل پیش‌بینی و خودتنظیم است. در سال‌های آتی، با گسترش فناوری‌های 5G و اینترنت اشیاء، نقش AMI 2.0 در امنیت انرژی و مدیریت مصرف جهانی پررنگ‌تر خواهد شد.

 سوالات متداول

۱. AMI 2.0 چه تفاوتی با AMI 1.0 دارد؟

AMI 1.0 بیشتر برای جمع‌آوری داده‌ها استفاده می‌شد اما AMI 2.0 شامل تحلیل، کنترل، یادگیری ماشین و تبادل هوشمند داده در زمان واقعی است.

۲. آیا کنتورهای نسل اول قابلیت ارتقاء به AMI 2.0 دارند؟

بله. بسیاری از کنتورها بدون تعویض فیزیکی، تنها با ارتقاء نرم‌افزاری به قابلیت‌های AMI 2.0 می‌رسند.

۳. AMI 2.0 چگونه به کاهش مصرف انرژی کمک می‌کند؟

با تحلیل دقیق الگوهای مصرف، پیشنهاد تعرفه‌های هوشمند و هشدارهای مصرف، رفتار کاربران بهینه‌سازی می‌شود.

۴. آیا AMI 2.0 فقط برای برق کاربرد دارد؟

خیر. این فناوری در آب، گاز و حتی گرمایش و تهویه مطبوع نیز کاربرد دارد.