摘要：臺灣地區經(jīng)濟部能源局規劃研擬的「智能型電表基礎建設推動(dòng)方案」已于2010 年6 月23 日獲行政部門(mén)核定，正式啟動(dòng)臺灣地區智能型電表基礎建設（簡(jiǎn)稱(chēng)AMI）布建計劃。同時(shí)AMI 計劃亦已納入「綠色能源產(chǎn)業(yè)旭升方案」中能源通訊產(chǎn)業(yè)項目，將以建立自主AMI 系統技術(shù)為目標。能源局評估：借由推動(dòng)AMI，可降低高峰負載65.2 萬(wàn)瓩，節約電力97.5 億度，同時(shí)減少二氧化碳排放439 萬(wàn)噸，對于國家、電業(yè)、民眾與產(chǎn)業(yè)界均有顯著(zhù)的效益。 
   
    由于地球暖化的沖擊與世界油電價(jià)格飆升的現況，各國無(wú)不大力推動(dòng)節能減碳的措施，而有效節約能源使用是眾多課題中必要的一環(huán)。將信息科技技術(shù)與傳統電力配送系統結合的「智能電網(wǎng)」將可成為節能的最新解決方案?！钢悄茈娋W(wǎng)」是指將供電端到用電端的所有設備，通過(guò)傳感器連接，形成嚴密完整的用電網(wǎng)絡(luò )，并對其中信息加以整合分析，以達到電力資源的最佳配置，借此降低成本、提升可靠性、有效降低高峰負載、節約用電量、提高用電效率與減少二氧化碳排放，為目前促進(jìn)節能減碳較為有效的具體措施。 

    2009 年10 月奧巴馬宣布提撥34 億美元的預算在美國49 州建構「智能電網(wǎng)」，并協(xié)助1800 萬(wàn)個(gè)家庭裝設「智能電表」。此外包括大陸、日本、意大利、加拿大、澳洲等國也正積極推動(dòng)智能電網(wǎng)的試行計劃。臺灣地區經(jīng)濟部能源局規劃研擬的「智能型電表基礎建設推動(dòng)方案」已于2010 年6 月23 日獲行政院核定，正式啟動(dòng)臺灣地區智能型電表基礎建設（簡(jiǎn)稱(chēng)AMI）布建計劃。同時(shí)AMI 計劃亦已納入「綠色能源產(chǎn)業(yè)旭升方案」中能源通訊產(chǎn)業(yè)項目，將以建立自主AMI 系統技術(shù)為目標。能源局評估：借由推動(dòng)AMI，可降低尖峰負載65.2 萬(wàn)瓩，節約電力97.5 億度，同時(shí)減少二氧化碳排放439 萬(wàn)噸，對于國家、電業(yè)、民眾與產(chǎn)業(yè)界均有顯著(zhù)的效益。 

    「智能電網(wǎng)」支持電業(yè)與客戶(hù)端電力負載管理，可降低用電量及提升客戶(hù)端能源效率，是構建未來(lái)智能電網(wǎng)主要基礎建設。臺灣地區構建「智能電網(wǎng)」以后，電價(jià)將不再只是單一費率，而會(huì )隨著(zhù)白天、傍晚與凌晨時(shí)段的不同有所差異。電力公司將根據用電量、用電時(shí)段、功率因素等而訂出不同價(jià)格，用戶(hù)也可以針對不同價(jià)格，從事不同的電力消耗活動(dòng)。例如用戶(hù)不僅可自行上網(wǎng)查看家里的用電狀況，并依據「時(shí)間電價(jià)」，選擇在最便宜的費率時(shí)段使用各項電器用品，對于鼓勵用戶(hù)主動(dòng)節約用電有正面幫助，甚至遠程就可以對家電進(jìn)行監控，比如回家前預先降低空調溫度等。如果發(fā)電機或電廠(chǎng)發(fā)生斷電情況，智能電網(wǎng)也可以自動(dòng)偵測最關(guān)鍵的損壞區域，進(jìn)行簡(jiǎn)易故障排除；在維修人員修復前，可自動(dòng)尋找替代供電路線(xiàn)，確保用戶(hù)用電不受影響，把斷電的傷害降至最低（自我療愈功能）。 

    泓格科技致力于「智能電網(wǎng)」節約能源的解決方案，已開(kāi)發(fā)一系列的多功能通訊接口的電表，除了具備寬闊的電力測量范圍與安裝方便外，也具備一般標準的Modbus RTU 通訊接口及更安全、穩定的CAN bus接口，可直接與圖控軟件或自行開(kāi)發(fā)的應用程序輕易整合，加上可主動(dòng)傳輸的CAN bus 通訊的特色，已可構建一完整的電力監控系統。加上具備簡(jiǎn)易安裝且精度極高的比流器，更完善了使用者的多元化應用。使用泓格科技的「智能電表」可以完全掌握用戶(hù)的用電情形，而家庭用戶(hù)也可以透過(guò)自家電表，為自家用電進(jìn)行合宜規劃。本文將提供2 個(gè)「泓格科技智能電表」應用案例實(shí)現「智能電網(wǎng)」。 

    智能電表系列
 
                         

    ICP DAS 智能電表特色

    泓格科技目前提供PM-213x系列智能電表應用于一般單、三相系統的電力測量，具備寬闊的量測范圍，可適用于一般低壓?jiǎn)?、三相系統，使用彈性大，十分利于現代電力測量與監控需要。主要特點(diǎn)有：
?
     體積小、安裝簡(jiǎn)易、成本低廉。 

? 單相、三相功能性電表，可長(cháng)時(shí)間監測基本電力參數。

? 具備RS-485 與CANBus 通訊接口， 支持Modbus/RTU、CAN 標準通訊協(xié)議，未來(lái)可支持CANopen、DeviceNet、DNP3.0、Ethernet/IP 等接口。

? 采用外接開(kāi)口式比流器（CT），裝置方便，利于不停電作業(yè)。

? 真均方根值（True RMS）電壓及電流讀數。

? 精度良好，低電流（5A）以下仍具有優(yōu)于1%（IEC62053-21）的精良表現，亦可應用于中、高壓系統的二次測量。

? 測量范圍廣CTΦ10（60A）， 配置不同的比流器可彈性擴大測量范圍CTΦ16mm（100A）、CTΦ24mm（200A）。

? 具備Wh pulse 輸出接點(diǎn)，可連接檢驗機臺。

? 可供中小型賣(mài)場(chǎng)、建筑的各樓層與工廠(chǎng)中負載設備等的電力測量使用。

    ICP DAS 智能電表詳細規格 
  
               

    CAN bus 智能電表應用于「工廠(chǎng)電力監視管理系統」的解決方案

    電力在生產(chǎn)制造工廠(chǎng)中是動(dòng)力、照明等不可缺少的主要能源，但如何降低生產(chǎn)成本、增加企業(yè)生產(chǎn)效益，已經(jīng)是公司獲利的主要關(guān)鍵。電費高漲造成生產(chǎn)成本劇增，已是當今產(chǎn)業(yè)面臨的主要議題。近年來(lái)由于電力需求急劇成長(cháng)，能源及工業(yè)部門(mén)電力消費占總用電量的57.72%，但超過(guò)98% 能源依賴(lài)進(jìn)口，臺灣地區自產(chǎn)能源短缺是產(chǎn)業(yè)急需共同解決的課題，于是節省能源便成為企業(yè)提高競爭力及獲利的重要環(huán)節。本案例將以某大型電子廠(chǎng)電力監控與節能管理系統設置為主，以泓格CAN bus 電表-PM-213x-CAN 系列+XPAC+Smart4監控軟件的整合，并利用能源管理系統搭配自動(dòng)控制，應用計算機化、網(wǎng)絡(luò )化、自動(dòng)化等技術(shù)結合的監控系統，達到完整數據收集及節能的目的。

     此系統采用泓格電表（PM-213x-CAN）測量SMT 的功耗電壓等電氣數據，并以CAN bus 通訊接口做電表與XPAC 間的數據傳輸架構，再通過(guò)XPAC（可編輯自動(dòng)化控制器）與I-8120W（CAN bus Interface Slot）作為系統通訊及數據整合為核心。XPAC-8000 可在一般PC 上輕松快速編寫(xiě)應用程序，可利用Smart 4 Studio 程序編輯環(huán)境快速架構出一臺高效能的Smart 4 CE Runtime 智能型CAN 主站。利用Smart 4 Server構建廠(chǎng)內網(wǎng)絡(luò )中控系統，與XPAC-8000 Ethernet 接口進(jìn)行遠程監控并利用因特網(wǎng)交換數據，讓用戶(hù)通過(guò)遠程操作且網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)畫(huà)面，監視歷史用電及用電報表數據，而由于以PM-213x-CAN 構建的系統，具備主動(dòng)回傳機制，可大幅提高系統的效能與降低主機的負載。在此架構下保持了往后擴充的彈性，更結合泓格的Smart4 系統來(lái)建立完整的電力監視管理系統。 

         

    系統功能特色

    1. 自動(dòng)抄表與報表系統：自動(dòng)記錄SMT 設備用電度數等數據，且其記錄測量數據可存于監控計算機（XPAC-8000）內一年以上，并以每日、每周、每月、每季且分時(shí)做統計，并自動(dòng)報表。

    2. 選用CAN bus 傳輸數據，不僅采用主動(dòng)傳輸機制也提供用戶(hù)高安全等級及有效率的實(shí)時(shí)控制，更具備了偵錯和優(yōu)先權判斷的機制，如此網(wǎng)絡(luò )信息傳輸將更可靠而有效率，也可降低主機的負載。

    3. 電力品質(zhì)監視：監測回路的三相電壓、平均電壓、三相電流、平均電流、功率因子、有效電力、無(wú)效電力等數據。

    4. 狀態(tài)監視：監視回路設備的狀態(tài)，記錄其跳脫時(shí)間，并形成歷史警報記錄。

    5. 用電監視及記錄：監視并記錄各設備電盤(pán)的用電量，并按照高峰、低谷及總量分別累計。

    6. 計算機監控：以Smart 4 CE Runtime 開(kāi)發(fā)電力監控與管理系統，對上述所有監控點(diǎn)進(jìn)行計算機監控，至少需包括 實(shí)時(shí)及歷史數據庫、數據采集、排程控制及聯(lián)機畫(huà)面設計功能，執行電力監視、用電管理、數據采集、趨勢記錄、警報管理、報表等功能。

    7. 遠程監控及因特網(wǎng)整合：經(jīng)由Smart 4 Server 提供的網(wǎng)絡(luò )聯(lián)機及數據庫整合功能，提供網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)畫(huà)面監視，歷史用電及用電報表數據查詢(xún)功能。

    主要設備說(shuō)明

    1. 本系統采用最先進(jìn)的軟硬件相關(guān)技術(shù)進(jìn)行規劃設計（XPAC-8000 可編輯控制器與Smart 4 Server 與Smart 4 CE Runtime 圖控軟件包自行開(kāi)發(fā)人機接口），并預留以后系統功能擴充需求，此架構具有穩定性高、延伸性佳的特點(diǎn)，而且未來(lái)系統擴充高。

    2. 應用內建Ethernet 界面的XPAC-8000 可編輯控制器做系統監控網(wǎng)絡(luò )整合及各負載設備用電監控站，具有極高速通訊質(zhì)量，提供完整的用電數據、自動(dòng)抄表、趨勢記錄及負載監控等功能。

    3. Smart 4 Server 圖控軟件可整合電力數據庫，提供實(shí)時(shí)與歷史數據查詢(xún)、打印及遠程監控功能。

    4. 掌握各回路用電的實(shí)時(shí)與歷史狀況及負載分布，以供有效用電行政管理，作為以后產(chǎn)能運轉分析的依據。

    5. 用電數據庫與報表可編寫(xiě)設計儲存成日報、月報及季報、年度報表等數據，也可選擇班別及時(shí)間做報表查詢(xún)，且可直接打印或轉為EXCEL 格式的文檔，以便日后查詢(xún)及統計分析。

    6. 提供一個(gè)通用的監控模塊界面，除了可作為電力監控外，未來(lái)更可將水、電、瓦斯、空調、照明、影像、火警、消防、安全等項目納入，作為廠(chǎng)務(wù)設施管理系統。

    智能電表應用于「校園電力管理與計費系統」的解決方案

    臺灣地區目前各學(xué)校院所的教室與宿舍均裝設冷氣，但由于學(xué)生使用習慣欠佳，常常未關(guān)閉電源或在不必要的時(shí)候開(kāi)啟，這些都是造成冷氣使用時(shí)間過(guò)長(cháng)、減少冷氣壽命、增加電費支出及能源浪費的最大主因。目前泓格科技整合PM-213x 智能電表、Touch PAD 可編寫(xiě)圖形觸控的控制器與RFID 讀卡系統，提供刷卡扣費的功能，讓用戶(hù)自行儲值，以改善使用者不必要的浪費。系統也將通過(guò)SCADA 軟件（InduSoft），讓管理人員可以管理設定每一電表的當日使用度數，超過(guò)時(shí)自動(dòng)斷電，而當全校電力需量超約時(shí)，也可作輪流卸除功能，記錄每臺冷氣每日、每月的用電度數，讓學(xué)生養成使用冷氣的良好習慣，就可以有效降低電費支出與節能的目的。 

    系統功能特色

    1. PM-213x 為一輕薄短小的三相( 單相) 功能性電表，具備基本電力參數測量、監測及通訊功能。

    2. 精度良好，Wh 精度可達1%（pf = 1）。

    3. 高峰與低谷時(shí)段的收費調整。

    4. 有效節約電能約15% ～ 20%。

    5. 卡片余額不足自動(dòng)關(guān)閉電源。

    6. 具開(kāi)放性、擴充性與互操作性。

    7. 依用戶(hù)設定的用電契約容量自動(dòng)卸除設備功能。

    8. 通過(guò)管理系統顯示各區用電狀態(tài)，用以日后檢討用電需量與改善措施。

    9. 通過(guò)可編寫(xiě)觸控控制器（TPD-283W）的功能，可隨時(shí)擴充教室內的控制系統。

    主要設備說(shuō)明

    1. 可編寫(xiě)觸控控制器（TPD-283W）：是微型觸控人機界面（HMI）的裝置，配備有高解析彩色TFT的觸控屏幕，而且它的大小剛好可以嵌入一般墻SS校園電力管理與計費系統架構圖上的電氣插座?？墒褂秒A梯圖設計家（Ladder Designer）開(kāi)發(fā)觸控接口程序，該程序語(yǔ)言為階梯圖邏輯與C 語(yǔ)言的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。而此項目中，不僅用于鏈接卡片閱讀機、I/O 模塊、智能電表的控制外，更通過(guò)Ethernet 將系統信息傳到中央圖控系統。同時(shí)也適用于空調溫度及電燈開(kāi)關(guān)的控制。

    2. 智能型測量電表（PM-2134）：具備寬闊的測量范圍，可適用于一般低壓?jiǎn)?、三相系統，外接開(kāi)口式CT、可長(cháng)時(shí)間測量監測與監控、標準通訊界面。

    3. 數字輸出模塊（M-7060）具備標準Modbus RTU通訊界面的4 組Relay 輸出的DO 模塊，用于控制各項設備，如冷氣空調、電燈、計算機及投影機等設備的開(kāi)關(guān)。

    4. 圖形監控與計費控系統（InduSoft）：具備電力及消費報表管理系統、警報顯示系統、實(shí)時(shí)電力顯示、卡片閱讀機紀錄及設定系統，并具備遠程Web 監控功能，讓管理者可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )隨時(shí)監控系統狀態(tài)。

   5. RFID 讀卡機：用于讀取儲值卡內電力消費額度。

     6. RFID Card：用于儲值可用電力余額。  

    

    ICP DAS 智能電表將是實(shí)現智能電網(wǎng)最佳選擇

    臺灣地區推行電能管理措施勢在必行。經(jīng)由管理的方式再借由電力測量的自動(dòng)化數據搜集，可達成各廠(chǎng)房各生產(chǎn)線(xiàn)的用電記錄，以合理反應其用電成本，從而提高其自發(fā)性節電的動(dòng)機。另外完整的用電記錄，經(jīng)由數據庫系統管理后，可開(kāi)發(fā)各種縱向、橫向的分析與軟件工具，以作為用電管理與決策的依據。據政府經(jīng)濟部能源委員會(huì )統計顯示，落實(shí)電力節能改善，平均約有15% ～ 20%的節能潛力，不但可有效的使用電力能源，更可減少電力費用支出。 

    對于電力用戶(hù)而言，如何獲得高質(zhì)量及廉價(jià)的電能是最主要的訴求。由于不良的電力質(zhì)量常會(huì )導致設備壽命減短，增加額外花費，嚴重者甚至造成設備用電中斷、危及人員安全；且不當的用電可能造成用電量增加，提高電費支出。為了提升供電質(zhì)量，避免不必要的浪費資源，電力系統朝監控管理自動(dòng)化是必然的趨勢。

     泓格科技可完整提供「智能電網(wǎng)」解決方案。PM-213x 智能電表其輕薄短小、構建及安裝容易、應用性廣、支持性高、價(jià)格低廉但功能齊全，提供能滿(mǎn)足大眾與企業(yè)不同需求的解決方案。不僅可節省能源、實(shí)現產(chǎn)業(yè)與家庭自動(dòng)化、增加了用電信息的實(shí)時(shí)性，整合所有用電信息至中央信息系統，進(jìn)而妥善分配電力。為有效達成降低能源相關(guān)費用的目的，就必須建置一套具開(kāi)放性、擴充性、互操作性再加上電力、空調、照明系統的整合性節能系統，選用泓格科技智能電表將有效減少?lài)鴥饶茉聪呐c降低二氧化碳排放，完善國內電力供輸。