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日期:2011-07-14瀏覽:1290次
IEK觀點(diǎn),在能源與氣候議題持續(xù)發(fā)酵下,各國(guó)大力推動(dòng)智能無線核相儀電網(wǎng)建設(shè),期望能透過實(shí)時(shí)控制及需求端管理,來促進(jìn)電力資源*化配置與運(yùn)行,達(dá)到節(jié)能減碳目標(biāo)。
而為了達(dá)成此目的,必須仰賴電力信息搜集與分析,因此具備雙向通訊功能的電表架構(gòu)(Advanced Metering Infrastructure;AMI),可使電力系統(tǒng)自動(dòng)化與信息化深入家庭/建筑物內(nèi),被視為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)骨干。
在政策主導(dǎo)下AMI市場(chǎng)由歐洲、美國(guó)等地區(qū)萌芽,并開始在蔓延開來,目前包含日本、韓國(guó)、中國(guó)大陸、澳洲及紐西蘭等地,均有相關(guān)布建或試點(diǎn)計(jì)劃正在進(jìn)行。
電表市場(chǎng)數(shù)量龐大,若全面換裝智能無線核相儀電表,則市場(chǎng)規(guī)模將相當(dāng)可觀。智能電表安裝數(shù)量自2009年起,開始出現(xiàn)兩位數(shù)的成長(zhǎng),市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)ABI預(yù)估2009年智能電表安裝達(dá)7,600萬具,2015年預(yù)計(jì)將達(dá)2.12億具。未來五年歐洲與北美仍為主力市場(chǎng),亞洲在中國(guó)大陸帶動(dòng)下,為成長(zhǎng)潛力zui大的區(qū)域。
AMI系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介
AMI系指利用各種通訊方式,將客戶端電表資料傳送回控制中心的技術(shù),透過雙向通訊達(dá)成各種遠(yuǎn)程資料讀取、提供、設(shè)定及控制等多種功能之系統(tǒng)。AMI除了改善傳統(tǒng)人工抄表不經(jīng)濟(jì)、不與不實(shí)時(shí)之缺點(diǎn)外,尚具備多功能,例如:支持各種不同電價(jià)費(fèi)率、提供用戶能源使用信息并引導(dǎo)自發(fā)性節(jié)能、支持傳送信號(hào)進(jìn)行用戶負(fù)載控制,以因應(yīng)電價(jià)改變的自動(dòng)響應(yīng)、支持故障偵測(cè)與遠(yuǎn)程開/關(guān)管理、改善負(fù)載預(yù)測(cè)、用戶用電品質(zhì)管理等。
(一)AMI為國(guó)家、電力業(yè)者與用戶帶來多方面效益
AMI相較于傳統(tǒng)機(jī)械電表,優(yōu)點(diǎn)在于具備雙向通訊功能,因此AMI可連結(jié)用電、發(fā)電甚至是儲(chǔ)電系統(tǒng)等多方信息相互流通,輔助電網(wǎng)朝向電力系統(tǒng)之高速公路發(fā)展,達(dá)到隨上隨下的功能。
因此AMI主要優(yōu)點(diǎn)在于促成節(jié)能減碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、改善供電品質(zhì)以及提升經(jīng)濟(jì)效率,因此在國(guó)家、電業(yè)、用電戶三方面各能提供多方面的效益。
在國(guó)家面AMI可促成需求面管理,以及再生能源并網(wǎng),因此有助于國(guó)家達(dá)成節(jié)能減碳政策目標(biāo)。而對(duì)于電業(yè)而言,AMI 可提供負(fù)載控制通訊功能,快速量測(cè)、診斷電力質(zhì)量,來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自愈功能(self-healing),提升供電品質(zhì);并可透過時(shí)間電價(jià)機(jī)制之搭配,實(shí)現(xiàn)尖離峰平滑,以減緩新建電廠的壓力;同時(shí) 更容易獲得用戶的用電資料,故可提供更多創(chuàng)新服務(wù)。
zui后在用戶面,AMI搭配顯示器可使 用電信息透明化,使用電戶能掌握更多信息,進(jìn)行能源管理;并加強(qiáng)用戶與電力系統(tǒng)之靈活互動(dòng),使用電戶可同時(shí)扮演發(fā)電者與電力消耗者的角色(Prosumer = Producer + consumer),有助于健全電力市場(chǎng)運(yùn)作。
(二)AMI三個(gè)主要次系統(tǒng)
AMI系統(tǒng)主要由智能電表(Smart Meter)、通訊系統(tǒng)與設(shè)備、電表信息管理系統(tǒng)(Meter Database Management system;MDMS)所組成。
1. 智能電表智能電表指可進(jìn)行較復(fù)雜電力運(yùn)算,再加上雙向通訊功能
因此智能電表內(nèi)部主要關(guān)鍵組件依功能可分為通訊模塊與計(jì)量模塊兩大部分。智能電表中牽涉計(jì)量部分之關(guān)鍵組件有:高精度的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter;ADC)、MCU、高精度比流器(Current Transformer;CT)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(Real Time Clock;RTC)。
由于智能電表需執(zhí)行較復(fù)雜且精密的電力運(yùn)算與量測(cè),因此電力計(jì)量芯片的開發(fā)是影響智能電表菜單現(xiàn)之關(guān)鍵,其中MCU更是影響智能電表運(yùn)作之關(guān)鍵組件。
MCU就如同智能電表的心臟,MCU功能之多寡與穩(wěn)定度,直接關(guān)系到智能電表的表現(xiàn)。為使用戶與電力公司能有更靈活互動(dòng),智能電表所能支持之功能,相較于一般之電子電表復(fù)雜的多,除了基本的多功能電力參數(shù)量測(cè)外,尚必須有支持時(shí)間電價(jià)、需量計(jì)量、負(fù)載曲線、實(shí)時(shí)電價(jià),以及電力品質(zhì)計(jì)量等功能。另外,低功耗與加密防止駭客之設(shè)計(jì),也是開發(fā)智能電表用MCU時(shí)需納入考量的重點(diǎn),以符合省電與安全性考量。