Verständnis von Zählerdatenmanagementsystemen

Damit ein intelligentes Stromnetz optimal funktionieren kann, sind eine Reihe von Komponenten erforderlich. Im Jahr 2008 stellte das amerikanische Energieministerium (Department of Energy, DOE) eine Arbeitsgruppe zusammen, der einige der führenden Denker und Gestalter des Smart-Grid-Sektors angehörten, und sie einigten sich auf einige definierende Merkmale eines intelligenten Netzes, das in der Lage sein würde, die Anforderungen zu erfüllen, für die es geschaffen wurde:

1. Ermöglichung einer aktiven Beteiligung der Verbraucher
2. Anpassung an alle Erzeugungs- und Speicheroptionen
3. Ermöglichung neuer Produkte, neuer Dienstleistungen und neuer Märkte
4. Bereitstellung von Stromqualität für die vielfältigen Anforderungen der digitalen Wirtschaft
5. Optimierung der Anlagennutzung und der Betriebseffizienz
6. Erwartung von und Reaktion auf Systemstörungen in selbstheilender Weise
7. Widerstandsfähiger Betrieb gegen physische und Cyber-Angriffe sowie Naturkatastrophen

Aus der obigen Aufzählung geht hervor, dass für die Funktionsfähigkeit intelligenter Stromnetze ein hohes Maß an Kommunikation und Datenmanagement erforderlich ist, und eine der Lösungen für diesen entscheidenden Kommunikationsbedarf ist die fortschrittliche Messinfrastruktur (AMI). Die fortschrittliche Messinfrastruktur (AMI) ist ein integriertes System, das aus intelligenten Zählern, Kommunikationsnetzen und Datenverwaltungssystemen besteht und eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen dem Versorgungsunternehmen und dem Kunden ermöglicht. Diese Infrastruktur ist ein wesentlicher Schritt bei der Modernisierung der Netztechnologien, da sie den Kunden direkt in die Funktionsweise des intelligenten Netzes einbezieht, was den Mehrwert der erbrachten Dienstleistungen erhöht.

Da die AMI eine kritische Infrastruktur des intelligenten Netzes ist, wird sie auch mit ihren eigenen Komponenten eingesetzt:

1. Intelligente Zähler und Datenkonzentratoren
2. Großraumkommunikationsnetz (WAN)
3. Zählerdaten-Zentralsystem (MDC)
4. Zählerdatenmanagement-System (MDM)
5. Home Area Network (HAN)

Hier kommen Zählerverwaltungssysteme, oder genauer gesagt, Zählerdatenverwaltungssysteme, ins Spiel.

Was ist ein Zählerdatenmanagementsystem und wie funktioniert es?

Laut OpenEI"sammelt und speichert ein Zählerdatenmanagementsystem (MDMS) Zählerdaten von einem Kopfstellensystem und verarbeitet diese Zählerdaten zu Informationen, die von anderen Versorgungsanwendungen wie Abrechnungs-, Kundeninformations- und Störungsmanagementsystemen genutzt werden können".[caption id="attachment_8399" align="aligncenter" width="800"]

Quelle: sciencedirect.com[/caption]Dieses System baut auf dem MDC-System auf, dessen Hauptfunktion die Validierung, Schätzung und Bearbeitung (VEE) von Zählerdaten ist, die später an die Versorgungssysteme weitergegeben werden, auch wenn es zu Unterbrechungen des Zählerdatenflusses kommen kann.Ein MDMS ist für die Verarbeitung der großen Datenmengen, die durch die automatische Zählererfassung oder die fortschrittliche Messinfrastruktur erzeugt werden, unerlässlich. Es ermöglicht eine lose Kopplung zwischen Systemen. Mehrere Systeme zur automatischen Zählerablesung (AMR) senden ihre Daten über ihre jeweiligen Head-End-Server, damit die VEE-Routine Lücken in ihren Daten füllen und saubere, integrierte und abrechnungsfähige Datensätze erstellen kann. Andere Versorgungssysteme wie Data Warehouse, Störungsmanagement oder Abrechnung erhalten ihre Daten für ihre spezifischen Zwecke ebenfalls von MDMS. Einige AMR/AMI-Systeme, die Zählerdaten an MDMS liefern, sind Gas-, Strom- und Wasserzähler. Im Vergleich zu herkömmlichen Netzsystemen bietet MDMS dem Verbraucher/Kunden die Möglichkeit, alle seine Verbrauchsdaten in einer einzigen Struktur zu sehen und sowohl analoge als auch Intervalldaten zu verwalten, um den Verbrauch und die Kosten zu optimieren.

Die Rolle von MDMs

Trotz seiner definierenden Rolle als Datenquelle spielt das MDMS innerhalb des größeren IT-Ökosystems einige andere funktionale Rollen. Es kann ein Verkehrsdirektor, ein Datenspeicher, eine Datenframing-Engine, eine Infrastrukturkarte und ein Asset-Management-System sein.

• Traffic Director: In dieser Rolle kann das MDMS Back-End-Anwendungen dynamisch mit bestimmten AMR/AMI-Systemen verbinden; dies macht den Zugang zu den Daten für die Nutzer einfach und transparent.
• Datenspeicher: In dieser Rolle kann MDMS als Vermittler zwischen den Back-End-Anwendungen, die Zählerinformationen anfordern, und den spezifischen AMR/AMI-Systemen, die die Daten sammeln, dienen. MDMS ist zwar in erster Linie ein Online-Transaktionsverarbeitungssystem, kann aber auch als Zwischenspeicher für Daten dienen.
• Datenframing-Engine: In dieser Funktion kann MDMS Intervall-Nutzungsdaten bestimmten Abrechnungsdeterminanten zuordnen, um die Abrechnung komplexer Tarife zu ermöglichen. Dies ist nützlich, wenn Kunden besondere Anreize erhalten, z. B. tageszeitabhängige Tarife oder Tarife für Spitzenzeiten, bei denen die Preise exponentiell schwanken.
• Infrastrukturkarte: In dieser Funktion kann MDMS eine sehr detaillierte virtuelle Karte der elektrischen Infrastrukturkomponenten und ihrer Verbindungen speichern. Zu diesen Komponenten gehören Zähler, Transformatoren, Verteilungsstromkreise, Umspannwerke und Ähnliches. Diese Karte wird als Konnektivitätsmodell verwendet, um Informationen wie Störungsalarme an Störungsmanagementsysteme und andere Benachrichtigungen an die jeweiligen Systeme weiterzuleiten.
• Vermögensverwaltungssystem: In dieser Funktion kann die Infrastrukturkarte, über die MDMS bereits verfügt, mit Vermögensdaten ergänzt werden, um als Vermögensverwaltungssystem verwendet zu werden, das für kleine Versorgungsunternehmen, die sich ein eigenständiges Vermögensverwaltungssystem nicht leisten können, sehr nützlich sein kann.

Es gibt zahlreiche Rollen, die das MDMS im sich ständig weiterentwickelnden Smart-Grid-Sektor einnehmen kann. Es ist jedoch anzumerken, dass es bei seiner Einführung einige Herausforderungen gibt, wie z. B. Datensynchronisation, Systemintegration, Skalierbarkeit, Systemkonfiguration und Zeitsynchronisation, die alle mit der riesigen Datenmenge zu tun haben, die das MDM-System durchläuft. Sobald die Datenmenge eine perfekte funktionierende Synergie innerhalb des MDMS findet, sollten diese Herausforderungen der Vergangenheit angehören.

Die Zukunft des MDMS?

Das MDMS soll eine wirksame Integration mit reduzierter Komplexität der Infrastruktur ermöglichen, die jede Änderung an ihren zahlreichen Teilen problemlos aufnehmen kann, ohne das gesamte System zu beeinträchtigen. Auf dem globalen Energiemarkt wächst die Nachfrage der Verbraucher und der Aufstieg der Prosumenten, was zu einem verstärkten Einsatz von intelligenten Netzen führt, die funktionierende und nachhaltige Komponenten benötigen, um diese Anforderungen zu erfüllen und das Marktwachstum anzukurbeln. So wie die Hive-Plattform, die sich als Datenquelle für unsere Algorithmen und Smart-Grid-Analysemodule problemlos in die MDMs der DSOs einbinden lässt.

Andere Faktoren wie die Integration von AMI-Systemen mit Cloud Computing und Internet-of-Things (IoT) sowie umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden den globalen MDMS-Markt weiter vorantreiben als erwartet.