環境監控與系統平台整合-智慧型電力系統的終端應用李達生Da-ShengLee國立台北科技大學-機電學院副院長-能源科技研究中心主任-能源與冷凍空調工程系教授-國科會民生系統節能研發辦公室共同主持人1智慧的終端應用•運用數位電表(AMR)監控電力，運用感測網路(Sensornetwork)監控環境，均為今日成熟之技術，可實現生活中節能、舒適、安全監控種種先進應用。•然而，數位電表之普及，今日似乎仍仰賴台電公營單位編列預算，感測器網路之應用，亦是以政府補助之示範計畫為主，在台灣，上述兩項技術均未見商業上大量普及。•究其原因，在於缺少智慧的終端應用–能賺到錢的應用模式!!2系統整合-由數位電表到智慧電網(Smartgrid)•數位電表以MCU分析所得電流與電壓值及其相位，可顯示三相電壓值(V)、三相電流值(A)、耗電量(kW)、伏安數(VA)、虛功量(VAR)及功率因數(PF)等等數值，右圖為北科大單晶片數位電表雛形。•整合居家、住商住宅與工廠的數位電表，形成數位電網，可平抑尖離峰負載，提升能源效益使用效益，又可藉此保障能源使用安全。•參考資料:J.Gao,etal.,2011.Asurveyofcommunication/networkinginSmartGrids,FutureGenerationComputerSystems,doi:10.1016/j.future.2011.04.014.3Reviewofsmartmetering&smartgriddevelopment由智慧電表到智慧電網的發展架構，參考自S.S.S.R.Depuruetal.2011,RenewableandSustainableEnergyReviews15,pp.2736–27424Greenpowerlinkfromgoogle!!GooglePowermeterWi-FiGateway•可隨時監控家中電器設備的能源消耗量減低節源開支•瀏覽歷史能源資料•預測能源消耗成本•設定能源預算且追蹤進展Picsfromgooglewebsite5數位電表與智慧電網所提供之功能•智慧電表利用數位量測電力資訊，可排除人工抄錶的交通與人事等讀取電錶成本，大幅簡化用電計費架構。•對大電力用戶而言，與台電訂有契約容量，當用電超過一定量，將被處以兩倍以上電費之罰款，大電力用戶使用數位電表，將可預先得知即將超約，進一步降低非必要用電，達成電費節約之目的。•當台灣地區1200多萬用戶多換裝智慧電表後，即形成智慧電網，電力供應者可以更精確分析與掌控電力使用概況，進而更有效規劃電力需求，避免過度發電與投資。•據非正式資料指出，智慧電網若能有效降低台電發電之備轉容量，台灣幾乎可省下一座核能發電廠。6實際案例-數位電表提供用電量測與分析•本案例為國立台北科技大學實際與國內商業機構合作，安裝數位電表用於耗能解析以及設備故障診斷之用。•下圖最左為實際設備，中圖為即時用電量數據，可用於設備使用狀況診斷，最右圖則為逐時用電量紀錄，可解析一日、一月乃至整年之能源消耗情形。A連鎖(b)店ㄧ日總耗電圖252015總電kW10500246810121416182022hr7台灣電信業者提供數位電表安裝與節能服務•除實驗示範性質案例，國內電信業者近來積極跨入數位電表通訊與能源管理應用，下圖為國內小學安裝數位電力看板，以及用電超約的即時警告裝置。•數位看板可有效告知小學機電管理人員，用電量即將超約，並由手動方式卸載，避免超約罰款。8連結區域內單位用數位電表資訊構成電網雛形•國內電信業者將多處國中小之數位電表，以google連結資訊後，構成一電網雛型。•透過此平台，可即時查詢區域內任一國小的即時用電量，進行區域化集成式管理。•利用此平台，已可達成簡單的區域用電負載管理，減少不必要的發電備轉，相關資訊尚可用於行為分析等，數位電網與人類使用行為結合，應用範圍可進一步拓展。9數位電表與智慧電網發展困境•儘管數位電表與智慧電網看來應用潛力無窮，但目前發展在國內外仍然面臨瓶頸。•在國外方面，主要是智慧電網標準的不能統一，美國國家標準與技術局(NationalInstituteforStandardsandTechnology，NIST)在2010年1月發表的智慧電網標準框架之更新版，該組織目前旗下有8個工作小組，參與成員超過800位，但相關工作十分繁重，希望有更多義工參與。參考資料:Smartmeterswai