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臺(tái)灣能源資通訊產(chǎn)業(yè)

2016-02-16 20:48
海峽科技與產(chǎn)業(yè) 2015年12期
關(guān)鍵詞:電表通訊能源

能源資通訊技術(shù)(EICT)是指涵蓋各類應(yīng)用于能源領(lǐng)域的信息和通訊技術(shù),用來(lái)對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析及最佳操作,以節(jié)約能源,提高系統(tǒng)整體能源效率。其應(yīng)用范圍包括輸/配電自動(dòng)化系統(tǒng)(T&DAS)、智慧電表系統(tǒng)(AMI)、能源管理系統(tǒng)(EMS),如表1所示。

臺(tái)灣能源資通訊產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)述

信息和通訊為臺(tái)灣的優(yōu)勢(shì)技術(shù),其個(gè)人電腦、顯示器、衛(wèi)星定位裝置、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等消費(fèi)性產(chǎn)品在全球市場(chǎng)占有率皆名列前茅,各項(xiàng)資通訊設(shè)備年產(chǎn)值超過(guò)新臺(tái)幣4萬(wàn)億元。然而,相對(duì)于消費(fèi)性產(chǎn)品求新求變的趨勢(shì),能源領(lǐng)域特別是電力領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用則非常保守,通常以安全穩(wěn)定為最高原則,而優(yōu)先考量成熟技術(shù)。由于電力領(lǐng)域的調(diào)度系統(tǒng)常涉及發(fā)電設(shè)備操作整合,因此傳統(tǒng)電力調(diào)度系統(tǒng)市場(chǎng)為ABB、西門子、施耐德電氣(Schneider)等跨國(guó)公司所寡占,在確保穩(wěn)定供電的需求下,臺(tái)電公司多采用海外產(chǎn)品,島內(nèi)廠商往往僅供應(yīng)電表、配電變壓器等設(shè)備,缺乏系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)驗(yàn),在能源管理領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展上也屬萌芽階段。

近年來(lái),全球智慧電網(wǎng)建設(shè)逐步轉(zhuǎn)變能源產(chǎn)業(yè)特性,為了促成終端使用者參與,并整合分散式能源,電力系統(tǒng)資訊化與智慧化需求更為迫切,帶動(dòng)能源資通訊技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度與整合領(lǐng)域的應(yīng)用。另一方面,能源成本上漲與二氧化碳減量需求也提高了使用誘因,而大量終端用戶資訊化并非傳統(tǒng)電力企業(yè)所能顧及,其他企業(yè)的參與機(jī)會(huì)大幅提高,使能源資通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更為多元化。

電力為最常見(jiàn)能源型態(tài),與民生關(guān)聯(lián)最為緊密;而其他能源系統(tǒng)也可能直接運(yùn)用天然氣、煤、油等資源。電網(wǎng)通過(guò)高低電壓電力線路將所有供電設(shè)備與用戶連接在一起,構(gòu)成一個(gè)整合的電力系統(tǒng),任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的供需變化都將影響其他節(jié)點(diǎn);相對(duì)而言,其他能源系統(tǒng)多為獨(dú)立運(yùn)作,或與其他少數(shù)系統(tǒng)互動(dòng),以構(gòu)成整合生產(chǎn)體系。

在電力系統(tǒng)上,全域供需調(diào)度的需求極為顯著,也使得能源資通訊技術(shù)的應(yīng)用更加必要,資通訊技術(shù)導(dǎo)入,使傳統(tǒng)電網(wǎng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔垭娋W(wǎng),通過(guò)電力資訊即時(shí)搜集分析、使用者參與、系統(tǒng)設(shè)備更新、以及最佳化調(diào)控,再生能源的導(dǎo)入將更為容易,使用者能獲得新型服務(wù)與優(yōu)惠方案,而電力系統(tǒng)運(yùn)作也將更有效率。

能源資通訊技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域及相關(guān)產(chǎn)品如圖1所示。在電力系統(tǒng)中,能源資通訊技術(shù)可概分為輸配電自動(dòng)化系統(tǒng)、智慧電表系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等3個(gè)群組,其中能源管理系統(tǒng)主要應(yīng)用標(biāo)的包括住宅、服務(wù)及工業(yè)等3個(gè)部門,而住宅與服務(wù)部門常通稱為建筑部門。其他能源系統(tǒng)則主要為燃燒系統(tǒng),用以產(chǎn)生電力、蒸汽或熱能,相關(guān)的能源管理系統(tǒng)經(jīng)常是生產(chǎn)控制系統(tǒng)一部分,用以達(dá)成效率最佳化,實(shí)際上,電力系統(tǒng)中發(fā)電廠控制也屬于同類應(yīng)用。

目前臺(tái)灣配電自動(dòng)化系統(tǒng)為利用電腦、電子和通訊技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備以及用電負(fù)載進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理,其目的為提高配電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水準(zhǔn),降低損耗電能,減少故障并提高供電質(zhì)量。而智慧電表系統(tǒng)為電力供應(yīng)端與使用端界面,也為資通訊發(fā)展的核心主軸,通過(guò)智慧型電表建設(shè),收集完整且即時(shí)能源使用資訊,作為電力自動(dòng)化供給調(diào)度和需求面管理基礎(chǔ)。另外能源管理系統(tǒng)則包括建筑能源管理系統(tǒng)、家庭能源管理系統(tǒng),需量反應(yīng)服務(wù)包括負(fù)載削減、系統(tǒng)整合與咨詢等服務(wù)

由于島內(nèi)具有完整的資通訊產(chǎn)業(yè)與技術(shù),在硬體競(jìng)爭(zhēng)擁有優(yōu)勢(shì),多項(xiàng)電腦與網(wǎng)通產(chǎn)品全球市占率高,嵌入式系統(tǒng)與強(qiáng)固型產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力強(qiáng),并結(jié)合電力電子系統(tǒng)技術(shù)能量,構(gòu)成極具全球競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)鏈(見(jiàn)圖2)。

為加速推動(dòng)島內(nèi)AMI建設(shè)工程,2010年臺(tái)當(dāng)局行政主管部門核定“智慧型電表基礎(chǔ)建設(shè)推動(dòng)方案”。島內(nèi)AMI設(shè)置分為69千伏以上高壓用戶與一般家庭的低壓用戶;依據(jù)規(guī)劃,優(yōu)先推動(dòng)占全臺(tái)灣用電量58%的高壓用戶24,000戶全部裝設(shè);而一般家庭的低壓用戶,由于用電量?jī)H占42%且投資金額較大,因此規(guī)劃以600萬(wàn)戶裝設(shè)為目標(biāo),并分成四階段布建,規(guī)劃如表2所示。

2013年臺(tái)灣能源資通訊產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到新臺(tái)幣182億元,較2012年增長(zhǎng)29%。2013年完成剩余1.2萬(wàn)戶高壓AMI安裝并與控制中心連線,累計(jì)已完成全面24,000戶高壓AMI建設(shè)。低壓AMI部分,2012年累計(jì)完成約1200戶示范系統(tǒng),帶動(dòng)島內(nèi)AMI產(chǎn)業(yè);另外,臺(tái)電公司2013完成建設(shè)1萬(wàn)戶低壓AMI系統(tǒng),藉此評(píng)估時(shí)間電價(jià)的效益。并結(jié)合廠商推動(dòng)家電共通的能源資通訊標(biāo)準(zhǔn),2013年累計(jì)完成14類家電的通訊控制協(xié)定(冷氣、冰箱、除濕機(jī)、電視、洗衣機(jī)、烘衣機(jī)、空氣清凈機(jī)、微波爐、熱泵熱水器、電鍋、開(kāi)飲機(jī)、電磁爐及烘碗機(jī)、全熱交換器),以作為未來(lái)島內(nèi)推動(dòng)智慧家電的基礎(chǔ)。

在能源管理系統(tǒng)(EMS)應(yīng)用部分,至2013年底,臺(tái)灣已建成1570座便利商店能源管理系統(tǒng),并在嘉義建成全臺(tái)灣第一座導(dǎo)入可再生能源、LED照明及電動(dòng)摩托車充電系統(tǒng)的綠色智慧便利商店,及協(xié)助廠商建設(shè)公路上第一座綠色智慧服務(wù)區(qū),且配合業(yè)界需求,推動(dòng)EMS服務(wù)海外應(yīng)用,包括便利商店能源管理系統(tǒng)在中國(guó)大陸上海的試點(diǎn)計(jì)劃,以及中華電信公司在福建的iEN服務(wù)推廣。

此外,針對(duì)高耗能場(chǎng)域如百貨公司及量販店開(kāi)發(fā)特用的能源管理系統(tǒng),并進(jìn)行技術(shù)測(cè)試驗(yàn)證,節(jié)能效益可達(dá)10%;推動(dòng)高科技廠導(dǎo)入冰水與空調(diào)最適化控制技術(shù),平均可降低3%~5%的冰水與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能量;發(fā)展燃燒爐優(yōu)化控制技術(shù)應(yīng)用于60兆瓦汽電共生廠,于兩批煤源測(cè)試期間,節(jié)能效益在0.6%~3%,年可節(jié)約5000噸燃煤,另應(yīng)用于提升加熱爐的溫度控制品質(zhì)與能源效率;結(jié)合代操作廠商將熱泵系統(tǒng)動(dòng)態(tài)最適化運(yùn)轉(zhuǎn)控制技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)園區(qū)污水處理場(chǎng),并導(dǎo)入水利署的鳳山污水處理場(chǎng)。

臺(tái)灣能源資通訊技術(shù)發(fā)展目標(biāo)與策略

臺(tái)灣能源資通訊技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)為促成節(jié)能減碳與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,在節(jié)能減碳層面,依既定政策,自2008年起,島內(nèi)能源密集度應(yīng)每年降低2%,并使2020年碳排放回歸到2005年排放水準(zhǔn);2025年回歸到2000年排放水準(zhǔn)。

除了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、設(shè)備效率提升之外,能源資通訊技術(shù)是另一個(gè)節(jié)能減碳的主要手段,一方面在能源的需求端建立能源管理系統(tǒng),提高能源效率,節(jié)約5%~15%的能源消耗;另一方面通過(guò)智慧電表系統(tǒng)鏈結(jié)供應(yīng)端與需求端,進(jìn)行最佳化系統(tǒng)調(diào)度管理,整合分散式能源,改善不穩(wěn)定再生能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)沖擊,降低電力供應(yīng)端整體排碳,同時(shí)抑制尖峰用電,降低電力系統(tǒng)營(yíng)運(yùn)成本。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面,借著市場(chǎng)轉(zhuǎn)變契機(jī),發(fā)展利基關(guān)鍵技術(shù),培植系統(tǒng)服務(wù)廠商,并爭(zhēng)取海外商機(jī),以期臺(tái)灣能源資通訊產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值在2015年達(dá)到新臺(tái)幣260億元;2020年達(dá)到新臺(tái)幣600億元。

根據(jù)臺(tái)灣工研院發(fā)布的最新研究報(bào)告,認(rèn)為現(xiàn)階段島內(nèi)廠商的能源資通訊技術(shù)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)仍需強(qiáng)化,而島內(nèi)節(jié)能應(yīng)用市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力量仍未完全展現(xiàn),為推動(dòng)技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,需采取積極策略。

臺(tái)灣島內(nèi)電價(jià)偏低,不利于節(jié)能服務(wù)推廣,也造成現(xiàn)段再生能源導(dǎo)入持續(xù)貼補(bǔ)。臺(tái)電雖已提供時(shí)間電價(jià)方案,一般低壓用戶采行意愿偏低。未來(lái)通過(guò)時(shí)間電價(jià)及其他彈性電價(jià)方案推行,一方面提高使用者節(jié)能意愿,降低其總用電量;另一方面抑低尖峰用電,降低電網(wǎng)調(diào)度困難與成本。電價(jià)制度的合理化可望大幅提升能源管理系統(tǒng)導(dǎo)入比例,帶動(dòng)能源資通訊應(yīng)用技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)。

由于電力系統(tǒng)規(guī)模龐大,資訊系統(tǒng)間需有適當(dāng)?shù)慕缑孢M(jìn)行整合,而輸配電設(shè)備與終端耗能設(shè)備也必須依循適當(dāng)裝置界面,方能整合運(yùn)作。國(guó)際上常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)包括變電站自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)IEC-61850、智慧電表相關(guān)IEC-62056, ANSI C12.22、需量反應(yīng)相關(guān)OpenADR, SEP2.0、能源資訊系統(tǒng)相關(guān)IEC-61968,IEC-61970等。島內(nèi)能源管理系統(tǒng)尚未大量導(dǎo)入,原因之一為節(jié)能效益尚未滿足所有使用者期望;另一個(gè)主要原因則是系統(tǒng)界面缺乏一致標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致系統(tǒng)整合困難,成本居高不下。

因此,由使用者能源管理所需界面出發(fā),包括家電設(shè)備、商用設(shè)備等裝置的能源資訊界面必須盡早制定共通標(biāo)準(zhǔn),此外,能源管理系統(tǒng)彼此介接所需共通信息模型、電力設(shè)備整合的裝置與資訊界面、智慧電表系統(tǒng)的軟硬體界面等標(biāo)準(zhǔn)也須及早確立,以利各界投入技術(shù)發(fā)展與實(shí)務(wù)應(yīng)用??傊茉促Y通訊產(chǎn)業(yè)為求順利進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng),島內(nèi)需大力推動(dòng)以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為依歸的共同標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)市場(chǎng)相當(dāng)保守,輸配電系統(tǒng)軟件長(zhǎng)期為外商所壟斷,島內(nèi)企業(yè)由于技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)不足,短期內(nèi)難以切入。相對(duì)而言,使用者能源管理應(yīng)用市場(chǎng)較為開(kāi)放,雖然工業(yè)/建筑自動(dòng)化系統(tǒng)仍為少數(shù)海外大廠所主導(dǎo),能源管理系統(tǒng)的建設(shè)需因地制宜,必然需要區(qū)域性系統(tǒng)整合商參與,島內(nèi)廠商所發(fā)展的軟硬件技術(shù)較易于引進(jìn)。島內(nèi)資通訊人才充沛,能源管理所需的感測(cè)、控制、通訊元件,以及分析決策軟件,均能自力發(fā)展。特別是能源管理系統(tǒng)軟件,預(yù)測(cè)、建模、分析、決策等流程都需要相當(dāng)?shù)念I(lǐng)域知識(shí),才能發(fā)展為實(shí)用系統(tǒng),技術(shù)研發(fā)方向應(yīng)由簡(jiǎn)入繁,并由終端能源應(yīng)用逐步發(fā)展到系統(tǒng)調(diào)度。在過(guò)渡階段,宜適度引進(jìn)海外技術(shù),以加速系統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

能源供應(yīng)與民生及產(chǎn)業(yè)運(yùn)作息息相關(guān),尤其在輸配電系統(tǒng)上技術(shù)驗(yàn)證,動(dòng)輒影響數(shù)千個(gè)用戶。因此,新技術(shù)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證與應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展都需要臺(tái)當(dāng)局支持。特別是電業(yè)相關(guān)產(chǎn)品或服務(wù),若未建立足夠?qū)嵶C經(jīng)驗(yàn),極難進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng),因此,如智慧電表系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、分散式能源調(diào)度管理等相關(guān)產(chǎn)品服務(wù),尤其是電力相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入,臺(tái)當(dāng)局應(yīng)制定相關(guān)導(dǎo)入的法規(guī),規(guī)定電力企業(yè)必須釋出場(chǎng)域,培養(yǎng)島內(nèi)企業(yè)實(shí)證經(jīng)驗(yàn)與業(yè)績(jī),以扶持企業(yè)獲取整合實(shí)測(cè)場(chǎng)域,作為進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)基礎(chǔ),而公共部門也可帶頭導(dǎo)入能源管理應(yīng)用。

臺(tái)灣能源資通訊產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展與時(shí)程

能源資通訊為整合應(yīng)用技術(shù),其實(shí)用性關(guān)鍵往往不在單一技術(shù)突破,而在系統(tǒng)設(shè)計(jì),也因此,技術(shù)發(fā)展團(tuán)隊(duì)必須同時(shí)具備足夠領(lǐng)域知識(shí),并在實(shí)用中提升研發(fā)能力。在電網(wǎng)管理領(lǐng)域,海外重電大廠已累積數(shù)十年經(jīng)驗(yàn),在電力設(shè)備與系統(tǒng)模型構(gòu)建、系統(tǒng)操作分析、故障診斷、自動(dòng)化調(diào)度決策等領(lǐng)域皆有解決方案,尚未完全解決者為大量再生能源導(dǎo)入所面臨的問(wèn)題。

基于資通訊技術(shù)基礎(chǔ),島內(nèi)相關(guān)企業(yè)目前正在由智慧電表系統(tǒng)著手,并逐步提升重電技術(shù),未來(lái)嘗試由微電網(wǎng)系統(tǒng)切入電網(wǎng)管理領(lǐng)域。在使用者能源管理領(lǐng)域,島內(nèi)外技術(shù)水準(zhǔn)差距有限,以負(fù)載預(yù)測(cè)為例,大區(qū)域預(yù)測(cè)誤差約為3%;小區(qū)域預(yù)測(cè)誤差約為5%;而對(duì)單一用戶,若無(wú)適當(dāng)感測(cè)器配合,則難以達(dá)成一般性的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。在節(jié)能實(shí)務(wù)上,目前海外大多數(shù)應(yīng)用案例仍以電力監(jiān)測(cè)為主,通用性的軟件難以發(fā)揮節(jié)能成效。軟件發(fā)展趨勢(shì)為模組化,依據(jù)不同場(chǎng)域特性,結(jié)合適當(dāng)模組,進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)校即可應(yīng)用。

基于能源資通訊應(yīng)用領(lǐng)域差異,以下概分電網(wǎng)管理、工業(yè)能源管理、建筑能源管理3個(gè)項(xiàng)目分別進(jìn)行說(shuō)明:

電網(wǎng)管理

智慧電表系統(tǒng)構(gòu)建了電力系統(tǒng)中供應(yīng)端與需求端雙向資訊鏈結(jié),往往被視為智慧電網(wǎng)建設(shè)的第一步,其關(guān)鍵為安全可靠通訊系統(tǒng),不涉及重電技術(shù),且市場(chǎng)增長(zhǎng)快速,適合島內(nèi)產(chǎn)業(yè)急起直追;而電網(wǎng)整合調(diào)度則需逐步建立關(guān)鍵技術(shù)。

智慧電表系統(tǒng)需提供穩(wěn)定、可靠的雙向通訊,關(guān)鍵在于運(yùn)作相容性、通訊穩(wěn)定性,以及資訊安全性。就相容性而言,國(guó)際上巳有智慧電表應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)定,歐規(guī)為IEC-62056;美規(guī)為ANSI C12.22,產(chǎn)品需符合其協(xié)定方能進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。就穩(wěn)定性而言,智慧電表不論采行有線或無(wú)線通訊,傳輸訊號(hào)的品質(zhì)都容易因環(huán)境變化而降低,實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)定必須能夠克服環(huán)境變化,達(dá)到99.9%以上的信息獲取成功率。就安全性而言,未來(lái)電表通訊網(wǎng)絡(luò)將密布電網(wǎng)供電區(qū)域,勢(shì)必?zé)o法構(gòu)建實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)隔絕,因此加密驗(yàn)證技術(shù)與金鑰交換機(jī)制必須妥善,以確保信息與電力系統(tǒng)運(yùn)作安全。

短期發(fā)展策略為建立主站、集中器至智慧電網(wǎng)通訊系統(tǒng)解決方案,并配合海外電表信息管理系統(tǒng)或簡(jiǎn)易版的電表資訊系統(tǒng),盡快取得示范機(jī)會(huì)或建設(shè)實(shí)績(jī),進(jìn)入東歐、中東、東南亞等新興國(guó)家市場(chǎng);中長(zhǎng)期則需建立自有電表信息管理系統(tǒng),并強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制與資訊應(yīng)用系統(tǒng),以擴(kuò)大市場(chǎng)版圖。

不論有線或無(wú)線,島內(nèi)通訊芯片商目前都無(wú)法提供智慧電表架構(gòu)(AMI)所需通訊芯片,為求提供集中器與電表整合解決方案完整性,亟需智慧通訊芯片與相關(guān)軟件技術(shù)開(kāi)發(fā),將一般通訊芯片提升至自動(dòng)彌補(bǔ)通訊不良的完整芯片,此通訊芯片也可大量應(yīng)用于民間大廠域通訊網(wǎng)架構(gòu),如路燈管理系統(tǒng)、社區(qū)能源管理系統(tǒng),甚至工廠、校園通訊網(wǎng)建立。

電網(wǎng)管理涵蓋終端用戶、輸電層級(jí)、配電層級(jí),以至發(fā)電廠。越向上游,調(diào)度的電量越大,調(diào)度失誤造成的損害越嚴(yán)重,技術(shù)與品牌門檻也就越高。就島內(nèi)產(chǎn)業(yè)生態(tài)與技術(shù)能力而言,短期內(nèi)應(yīng)由小區(qū)域或離島型區(qū)域能源調(diào)度管理著手,結(jié)合負(fù)載預(yù)測(cè)、再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)、需量反應(yīng)系統(tǒng)等技術(shù),整合分散式能源,驗(yàn)證區(qū)域性高占比再生能源整合技術(shù),并建立小型示范系統(tǒng)。在落后地區(qū)或城鄉(xiāng)差距較大地區(qū)中,缺電區(qū)域即有應(yīng)用機(jī)會(huì)。中長(zhǎng)期則應(yīng)提升微電網(wǎng)系統(tǒng)控制能力與規(guī)模,并強(qiáng)化重電技術(shù)或結(jié)合國(guó)際先進(jìn)技術(shù),經(jīng)營(yíng)輸配電自動(dòng)化市場(chǎng)。

工業(yè)能源管理

世界各國(guó)工業(yè)部門耗能占比普遍高達(dá)50%以上,與其他部門主要差異有兩點(diǎn):一為生產(chǎn)制造系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,節(jié)能手法不能影響生產(chǎn),受到相當(dāng)大導(dǎo)入限制,而各個(gè)次系統(tǒng)又彼此關(guān)聯(lián),若未能徹底厘清系統(tǒng)特性,便無(wú)法達(dá)到最大節(jié)能效益。二為工業(yè)部門除了使用電力之外,也大量使用煤、氣、油的燃燒以產(chǎn)生蒸汽或加熱材料,因此,除了節(jié)約用電之外,燃燒爐操作最佳化重要性不可忽視,甚至應(yīng)整合廠區(qū)或工業(yè)區(qū)所有能源供應(yīng),以達(dá)到最大的整體能源效率。

半導(dǎo)體、面板、石化、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)為臺(tái)灣重要工業(yè),耗能也相當(dāng)大,以島內(nèi)資通訊技術(shù)人才,投入相關(guān)領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)研發(fā),一方面易結(jié)合其領(lǐng)域知識(shí),并取得實(shí)證場(chǎng)域;另一方面可望對(duì)節(jié)能減碳產(chǎn)生重要貢獻(xiàn)。短期研發(fā)策略為確保次系統(tǒng)(空調(diào)、泵浦、空壓、燃燒爐)輸出維持不變,以系統(tǒng)建模分析手法,完成單機(jī)或多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)最佳化,使業(yè)主不需更換任何設(shè)備、不需調(diào)整制程即可導(dǎo)入節(jié)能技術(shù),提升其應(yīng)用意愿,累積節(jié)能量與成功案例。

在元件發(fā)展方面,目前以可視化技術(shù)與利基型感測(cè)器為主,輔助前述節(jié)能軟件達(dá)成節(jié)能效果,整體目標(biāo)為建立優(yōu)勢(shì)節(jié)能核心軟件,吸引國(guó)際自動(dòng)化大廠合作,排除切入國(guó)際市場(chǎng)品牌阻力。中長(zhǎng)期策略則是建立資訊透明化全廠能源管理系統(tǒng),也即建立完整系統(tǒng)模型與參數(shù)分析能力,使廠內(nèi)各次系統(tǒng)能夠協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn),破除次系統(tǒng)邊界條件限制,以達(dá)到最大節(jié)能成效,進(jìn)一步提高節(jié)能核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值與市場(chǎng)占有率。

工業(yè)制程必然應(yīng)用感測(cè)器以進(jìn)行產(chǎn)線調(diào)控,多數(shù)感測(cè)器已有成熟產(chǎn)品。然而,部分感測(cè)系統(tǒng)仍有大幅改善空間,如加熱爐溫度分布若倚賴紅外線攝影機(jī),則成本極為高昂;若采熱電耦或紅外線測(cè)溫槍,則測(cè)量資訊不足,難以進(jìn)行即時(shí)調(diào)控,因此,利基感測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)則有其商機(jī)。感測(cè)與控制資訊傳輸也為重要議題,由于工業(yè)控制對(duì)于資訊傳輸可靠性要求高,而感測(cè)器數(shù)目龐大,工業(yè)環(huán)境可能充斥干擾雜訊,使通訊系統(tǒng)傳輸能力備受考驗(yàn)。在既設(shè)工廠裝設(shè)新感測(cè)器時(shí),為了減少布線成本與空間需求,無(wú)線傳輸可能取代傳統(tǒng)有線傳輸,無(wú)線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)的各類技術(shù)問(wèn)題在工業(yè)應(yīng)用上也需解決。

工業(yè)應(yīng)用的能源種類多樣,包括電、動(dòng)力、燃料、壓縮空氣、水與其他類型能源,節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)針對(duì)能耗與節(jié)能空間大的工業(yè)單一系統(tǒng),進(jìn)行節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā),將能源使用量有效降低,在工業(yè)環(huán)境下,系統(tǒng)間能源供給與需求有著交互作用因素,跨系統(tǒng)與全廠能源節(jié)能技術(shù),甚至某一工業(yè)區(qū)域間能源的有效運(yùn)用,將可使整廠或整體區(qū)域能耗降低,達(dá)到有效節(jié)約能源。

推動(dòng)能源供給與需量平衡控制技術(shù),建立廠內(nèi)能源流與損失分析技術(shù),可有效評(píng)估廠內(nèi)系統(tǒng)能源使用效率或碳足跡的計(jì)算,并減少能源損失,供應(yīng)合理的能源予系統(tǒng)或制程;開(kāi)發(fā)能源使用與負(fù)載預(yù)測(cè)技術(shù),可使能源管理員充分獲得能源使用狀態(tài),可有效進(jìn)行能源與設(shè)備運(yùn)用與提升用電效率,智能化能源動(dòng)態(tài)平衡與整合能源供應(yīng)與需求,更可有效運(yùn)用再生能源搭接廠內(nèi)能源使用,形成廠內(nèi)小型智慧電網(wǎng),開(kāi)創(chuàng)新節(jié)能減碳新方法。

分短中長(zhǎng)期推動(dòng)開(kāi)發(fā)小中大型能源監(jiān)控管理平臺(tái),逐步進(jìn)入市場(chǎng),與國(guó)際大廠競(jìng)爭(zhēng)。為對(duì)能源信息收集、儲(chǔ)存、管理、控制、顯示與報(bào)表的平臺(tái),推動(dòng)開(kāi)放式通訊協(xié)定對(duì)信息收集與控制面,可降低設(shè)置與維護(hù)成本,并提高整合性與擴(kuò)充性,突破島內(nèi)市場(chǎng)由海外產(chǎn)品壟斷的局面與提升產(chǎn)品自主性,信息管理與控制,可結(jié)合節(jié)能技術(shù)應(yīng)用獲得節(jié)能成效,能源與效能信息可視化顯示,可誘發(fā)非能源管理員的主動(dòng)性節(jié)能。智慧型工業(yè)節(jié)能監(jiān)控技術(shù)可降低人為管理失當(dāng)導(dǎo)致耗能因素,工業(yè)能源云端管理平臺(tái)技術(shù)建設(shè),更可降低企業(yè)管理平臺(tái)建設(shè)與維護(hù)成本。

建筑能源管理

臺(tái)灣建筑部門總耗電占比約為40%,雖然不及工業(yè)用電,然而其用電調(diào)節(jié)較具彈性,易于導(dǎo)入能源管理系統(tǒng),也易于配合需量反應(yīng)措施,平抑尖峰用電。一般而言,家庭節(jié)能潛力可達(dá)10%~15%,成本效益依電價(jià)計(jì)費(fèi)不同而有差異,因單一家庭耗電不高,降低耗電量所節(jié)省電費(fèi)相對(duì)有限,投資回收期程往往過(guò)長(zhǎng)。降低建設(shè)成本與提高經(jīng)濟(jì)誘因是大量推廣所面對(duì)的課題,解決方式為建立智慧家電標(biāo)準(zhǔn)化界面,降低設(shè)備整合成本,提升操作彈性,并以需量反應(yīng)措施提高經(jīng)濟(jì)面誘因。

島內(nèi)服務(wù)業(yè)耗能依其營(yíng)業(yè)內(nèi)容而有差異,校園、商場(chǎng)、百貨公司、辦公室等皆有不同用電模式,氣候與其他因素也可能造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)巨大差異,例如島內(nèi)商場(chǎng)冷氣機(jī)幾乎全年運(yùn)轉(zhuǎn),而在高緯度地區(qū),冷氣機(jī)可能每年只運(yùn)轉(zhuǎn)2個(gè)月。服務(wù)業(yè)導(dǎo)入能源管理系統(tǒng)主要控制標(biāo)的多為空調(diào)與照明,并依情境進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,以維持正常營(yíng)運(yùn)。

建筑部門能源管理系統(tǒng)復(fù)雜度較工業(yè)部門低,然而解決方案須因地制宜,變化相當(dāng)多,并且潛在客戶數(shù)量龐大,因此,區(qū)域性系統(tǒng)整合商易于取得主導(dǎo)地位。短期發(fā)展以建立成功應(yīng)用案例與關(guān)鍵元件IP布局為主;中長(zhǎng)期則應(yīng)基于IP布局,發(fā)展關(guān)鍵元件,并構(gòu)建模組化系統(tǒng)解決方案,配合在地伙伴與通路,推動(dòng)海外系統(tǒng)建設(shè)與服務(wù)。

構(gòu)建全面智慧感知環(huán)境被視為是降低建筑耗能的必要關(guān)鍵技術(shù),然在構(gòu)建過(guò)程中,隨著使用感測(cè)器數(shù)量增加,對(duì)能源的需求也會(huì)增長(zhǎng),為加速環(huán)境構(gòu)建并降低因構(gòu)建智慧環(huán)境能耗,將開(kāi)發(fā)具能量采集功能的感測(cè)器,以降低布建的能耗及維護(hù)的困難度。

為降低尖峰用電對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊,及時(shí)間電價(jià)對(duì)使用者能源使用行為的改變,傳統(tǒng)需量管理已無(wú)法因應(yīng)設(shè)備使用與能源管理的需求,因此,開(kāi)發(fā)具即時(shí)需量反應(yīng)功能的控制模組與智慧家電,以因應(yīng)電價(jià)及即時(shí)環(huán)境條件改變的關(guān)鍵技術(shù)。

為擴(kuò)大節(jié)能減碳效益,再生能源及儲(chǔ)能設(shè)備的導(dǎo)入建筑能源管理被視為未來(lái)必然的趨勢(shì),然而再生能源發(fā)電不確定性會(huì)影響建筑對(duì)市電的需求,為提升再生能源設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益,并降低發(fā)電的不確定性影響,將通過(guò)再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)與耗能預(yù)測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā),降低再生能源系統(tǒng)導(dǎo)入建筑能源管理系統(tǒng)的沖擊與提升能源效益。

除了活動(dòng)類型,不同族群的使用者,其耗能型態(tài)與趨勢(shì)也不相同,為有效誘發(fā)使用者的節(jié)能意識(shí),需藉由耗能分析,得知其所使用的設(shè)備,并將相關(guān)資訊導(dǎo)入節(jié)能控制策略,整合于勸誘式邏輯,通過(guò)互動(dòng)式人機(jī)界面呈現(xiàn)于使用者,以提升節(jié)能意愿及節(jié)能效率。

臺(tái)灣能源資通訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與成果

為鼓勵(lì)島內(nèi)研究機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界陸續(xù)投入能源資通訊技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用,臺(tái)當(dāng)局有關(guān)部門除了以“科技專案”引導(dǎo)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)之外,于2009年制定“綠色能源產(chǎn)業(yè)旭升方案”,將能源資通訊列為7項(xiàng)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一,提出整體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)想。2010年核定“智慧型電表基礎(chǔ)建設(shè)推動(dòng)方案”,展開(kāi)島內(nèi)智慧電表布建,帶動(dòng)市場(chǎng)商機(jī),2011年又核定“智慧電網(wǎng)總體規(guī)劃方案”,制定智慧電網(wǎng)建設(shè)時(shí)程與產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。在各界努力下,已有初步成果,以下就3個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域分別說(shuō)明,并略述未來(lái)規(guī)劃。

電網(wǎng)管理

在電網(wǎng)管理領(lǐng)域,智慧電表系統(tǒng)技術(shù)為研究機(jī)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)界近年投入重點(diǎn),2011年完成1,200戶低壓智慧電表示范系統(tǒng)建設(shè),企業(yè)也取得臺(tái)電公司1萬(wàn)戶建設(shè)項(xiàng)目,逐步發(fā)展臺(tái)電所需產(chǎn)品。著眼于國(guó)際市場(chǎng)的快速增長(zhǎng),臺(tái)當(dāng)局以科技專案計(jì)劃先期投入電表網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā),完成智慧電表通訊系統(tǒng)原型開(kāi)發(fā)。

以歐規(guī)智慧電表的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)定IEC-62056為基礎(chǔ),完成應(yīng)用層軟件堆迭、網(wǎng)絡(luò)層強(qiáng)化模組、網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng),并發(fā)展集中器與主站軟件。其中ZigBee網(wǎng)絡(luò)層強(qiáng)化模組在測(cè)試環(huán)境中,將通訊成功率由平均約95%提升至100%。網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)則配合智慧電表特性與IEC-62056-53規(guī)范,在電表與集中器之間采用對(duì)稱式加密,并開(kāi)發(fā)系統(tǒng)初始化與金鑰交換機(jī)制,以便在運(yùn)算能力較弱的電表上,建立實(shí)用的安全通訊;在集中器與主站之間則采用非對(duì)稱式加密,并開(kāi)發(fā)完整的憑證配發(fā)、驗(yàn)證與廢止的架構(gòu),配合集中器韌體編碼確認(rèn)機(jī)制,除了確保廣域網(wǎng)絡(luò)的通訊安全,在集中器韌體遭受竄改時(shí),也能即時(shí)發(fā)覺(jué)而將其自安全網(wǎng)絡(luò)剔除。此外,研究機(jī)構(gòu)已建立IEC-62056驗(yàn)測(cè)平臺(tái),可協(xié)助企業(yè)確認(rèn)智慧電表通訊軟件相容性,以便快速取得DLMS認(rèn)證。

整體而言,歐洲規(guī)范智慧電表、集中器至通訊主站的電表網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在島內(nèi)已完成技術(shù)開(kāi)發(fā);美國(guó)規(guī)范(ANSI C12.22)基礎(chǔ)系統(tǒng)也將在兩年內(nèi)陸續(xù)完成,技術(shù)成果如圖3所示。島內(nèi)廠商已具備爭(zhēng)取國(guó)際智慧電表標(biāo)案的基本能力,惟有設(shè)置于電力公司內(nèi)部的電表信息管理系統(tǒng)技術(shù)仍未完整。目前廠商已積極接洽東南亞、東歐、中東等地標(biāo)案,短期內(nèi)可搭配國(guó)際合作伙伴的資訊系統(tǒng)共同競(jìng)標(biāo),或自行開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易版資訊后臺(tái),以進(jìn)行小規(guī)模示范系統(tǒng)建設(shè);就長(zhǎng)期來(lái)看,應(yīng)完成自有整體解決方案開(kāi)發(fā),以提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

至于電網(wǎng)整合調(diào)度應(yīng)用,目前仍處于技術(shù)研發(fā)與驗(yàn)證階段。研究機(jī)構(gòu)所發(fā)展的區(qū)域能源負(fù)載預(yù)測(cè)技術(shù),逐日預(yù)測(cè)的誤差約在3%~5%,逐時(shí)預(yù)測(cè)的困難度稍高,需再?gòu)?qiáng)化軟件分析能力。風(fēng)力發(fā)電與太陽(yáng)光電出力預(yù)測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確度與天氣變化及預(yù)測(cè)前置時(shí)間相關(guān),電力調(diào)度特別需要短期預(yù)測(cè)信息,目前太陽(yáng)光電發(fā)電量15分鐘前預(yù)測(cè)平均誤差已可降至10%左右,即使天氣變化快速,就長(zhǎng)期來(lái)看,至少95%預(yù)測(cè)信息誤差低于15%,接近實(shí)用水準(zhǔn)。數(shù)10千瓦至100千瓦級(jí)分散式能源整合技術(shù)也有初步成果,結(jié)合市電、太陽(yáng)光電、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)的區(qū)域性能源調(diào)度已進(jìn)行原型系統(tǒng)驗(yàn)證,并可偵測(cè)市電故障,于并網(wǎng)及孤島運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間順利轉(zhuǎn)換。

工業(yè)能源管理

工業(yè)用電中,廠務(wù)公用系統(tǒng)與制程系統(tǒng)大約各占一半,空調(diào)通常為公用系統(tǒng)中耗電最高的次系統(tǒng);而泵浦、空壓機(jī)等馬達(dá)動(dòng)力次系統(tǒng)則與公用及制程皆有關(guān)聯(lián),耗電量也相當(dāng)高,因此,島內(nèi)最先投入的工業(yè)能源管理技術(shù)以這兩類次系統(tǒng)為標(biāo)的。其他類型能源系統(tǒng)能源管理則以燃燒爐為初期研發(fā)目標(biāo)。

為保持良好運(yùn)作效率,設(shè)備操作人員通常依據(jù)冰水機(jī)、泵浦等設(shè)備的出廠效率曲線進(jìn)行操作。效率曲線所代表為單一設(shè)備的出廠特性,當(dāng)設(shè)備彼此并聯(lián),配管的差異必然造成特性變化,再加上設(shè)備老化、管路積垢等因素影響,大型空調(diào)系統(tǒng)極難倚賴人為操作達(dá)成最高系統(tǒng)效率,能源資通訊技術(shù)的導(dǎo)入即可解決此一問(wèn)題。

最適化控制系統(tǒng)由3個(gè)主要模組所組成:

(1)設(shè)備性能自動(dòng)建模:藉由運(yùn)轉(zhuǎn)信息搜集分析,自動(dòng)建立設(shè)備與系統(tǒng)性能參數(shù)。

(2)自適應(yīng)誤差修正演算:當(dāng)系統(tǒng)特性因維修保養(yǎng)、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)而改變,系統(tǒng)模擬預(yù)期耗電量與測(cè)量值差距過(guò)大時(shí),系統(tǒng)性能參數(shù)自行重新計(jì)算,以維持系統(tǒng)模型與真實(shí)設(shè)備一致性。

(3)運(yùn)轉(zhuǎn)最佳化演算法:依據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)與操作限制,求解最佳的節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)操作組合。

此技術(shù)已運(yùn)用于島內(nèi)半導(dǎo)體廠與面板廠,對(duì)冰水空調(diào)系統(tǒng)平均節(jié)能量可達(dá)2%~3%。

馬達(dá)動(dòng)力設(shè)備最適化運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)展緣由與冰水系統(tǒng)最適化控制技術(shù)類似,其目標(biāo)是提升馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)效率,應(yīng)用標(biāo)的包括機(jī)泵系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)與空壓系統(tǒng),現(xiàn)階段成果包括手持式效率分析工具、多機(jī)并聯(lián)操作建模管理平臺(tái)及智慧型自適應(yīng)節(jié)能控制器等。

以機(jī)泵多機(jī)并聯(lián)操作建模管理平臺(tái)為例,依據(jù)廠商所提供機(jī)泵特性參數(shù)以及系統(tǒng)模型構(gòu)建工具,此一管理平臺(tái)能夠完整模擬機(jī)泵系統(tǒng)各項(xiàng)特性,也可輸入實(shí)際測(cè)量數(shù)值完成特性曲線繪制。機(jī)泵特性曲線、現(xiàn)場(chǎng)壓力、管路流量等信息為設(shè)備操作最佳化的基礎(chǔ)資訊,依據(jù)輸出目標(biāo)與管路配置資訊,演算法將迭代演算,自動(dòng)分配最佳流量予各具機(jī)泵,也即設(shè)定各機(jī)泵的最佳操作頻率。

這項(xiàng)技術(shù)已導(dǎo)入島內(nèi)污水處理廠,在實(shí)測(cè)案例中,機(jī)泵最適化運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)應(yīng)用于反沖廢水井,降低機(jī)泵耗電約20%;風(fēng)機(jī)最適化運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)應(yīng)用于接氧池,降低風(fēng)機(jī)耗電約14%。

燃燒爐操作目標(biāo)為提升效率,減少NOx排放量,并保持其熱能輸出或產(chǎn)品品質(zhì)。不過(guò)由于燃燒為復(fù)雜物理問(wèn)題,直接描述燃燒狀態(tài)相當(dāng)困難,而空燃比、蒸汽量、產(chǎn)品溫度等資訊雖可表達(dá)部分特征,對(duì)于最佳化控制往往力有未逮。傳統(tǒng)控制方法往往倚賴少數(shù)感測(cè)資訊,以試誤方式進(jìn)行調(diào)校,然后由資深操作人員觀察火焰或感測(cè)器,憑經(jīng)驗(yàn)持續(xù)調(diào)控。

能源資通訊技術(shù)應(yīng)用可解決此一最佳化問(wèn)題,已完成燃燒爐溫度場(chǎng)測(cè)量、推論式感測(cè)器及循序最佳化演算模組技術(shù),根據(jù)操作數(shù)據(jù)的持續(xù)更新,最佳化操作策略也可循序更新。

該技術(shù)采用一般可見(jiàn)光攝影機(jī)的影像,成本極為低廉,藉由不同波長(zhǎng)光強(qiáng)度校正與換算,可構(gòu)建二維溫度場(chǎng),溫度測(cè)量范圍涵蓋700℃~1200℃,平均相對(duì)測(cè)量誤差低于3%,對(duì)于鋼鐵業(yè)與燒窯的產(chǎn)品品質(zhì)監(jiān)控極有助益。而燃燒系統(tǒng)推論式感測(cè),則為燃燒系統(tǒng)重要品質(zhì)參數(shù)預(yù)測(cè)技術(shù),且具備信息遺失處理與模型自適應(yīng)能力?,F(xiàn)階段推論式感測(cè)的預(yù)測(cè)值與觀察值的相關(guān)系數(shù)大于0.9,對(duì)燃燒狀態(tài)描述已經(jīng)具備代表性。通過(guò)推論式感測(cè)演算法,制程管理者得以持續(xù)評(píng)估未來(lái)產(chǎn)品品質(zhì),在提高能源效率同時(shí),保持正常的良率與產(chǎn)量。

目前,燃燒爐二維溫度場(chǎng)構(gòu)建技術(shù)已在鋼鐵廠與長(zhǎng)晶廠進(jìn)行實(shí)證測(cè)試,成效良好;而最佳化操化系統(tǒng)在某石化廠汽電共生爐(60兆瓦)進(jìn)行測(cè)試,燃料節(jié)約平均可達(dá)0.5%,相當(dāng)于每年節(jié)省新臺(tái)幣600萬(wàn)元。

建筑能源管理

應(yīng)用電力管理插座進(jìn)行家庭能源管理,島內(nèi)已有完整解決方案,廠商甚至推出內(nèi)建電表耗能感知型智慧家電,而網(wǎng)通商也積極于市場(chǎng)上推動(dòng)能源管理服務(wù)?,F(xiàn)階段發(fā)展瓶頸為能源管理系統(tǒng)建設(shè)成本,除節(jié)能系統(tǒng)軟件技術(shù)持續(xù)改善外,簡(jiǎn)易型電力量表與智慧家電互通協(xié)議也是關(guān)鍵因素。

2012年,島內(nèi)完成全球首創(chuàng)扣合式電力感測(cè)器,目前可測(cè)量的電流范圍為1~100安培,最高電壓為600伏。此創(chuàng)新的感測(cè)器稱為電表便利貼。元件架構(gòu)與應(yīng)用方式如圖5所示,其安裝為非侵入式,與傳統(tǒng)電表的安裝方式截然不同,可避免電流過(guò)載時(shí)電表燒毀風(fēng)險(xiǎn),并且在安裝過(guò)程,設(shè)備不需停電,也不需剝離設(shè)備的多股電源線,安裝極為簡(jiǎn)便,適合一般使用者于家庭及服務(wù)業(yè)場(chǎng)域使用,未來(lái)三線式的扣合式電表對(duì)于工業(yè)應(yīng)用更為重要。電表便利貼體積與成本均優(yōu)于傳統(tǒng)插座電表,未來(lái)可與能源管理系統(tǒng)整合,達(dá)成自動(dòng)化節(jié)能減碳。

臺(tái)灣研究機(jī)構(gòu)與島內(nèi)家電與網(wǎng)絡(luò)通訊廠商多年來(lái)歷經(jīng)數(shù)十次會(huì)議協(xié)商,已完成家庭節(jié)能網(wǎng)絡(luò)互通協(xié)議草案SAAnet 4.0,為智慧家電能源資通訊界面制定共通標(biāo)準(zhǔn),以加速智慧家電的整合應(yīng)用。該互通協(xié)議已獲得島內(nèi)5大家電廠商參與支持,至今完成14類家電通訊標(biāo)準(zhǔn),包括冷氣、除濕機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)、烘衣機(jī)、熱泵熱水器、電視等。未來(lái)將陸續(xù)進(jìn)行其他家電互通協(xié)議制定與互通性測(cè)試平臺(tái),落實(shí)于家電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

服務(wù)部門由于場(chǎng)域不同,所使用的設(shè)備與耗能分布也有差異,因此,感測(cè)器配置、控管設(shè)備標(biāo)的、最佳化演算法、以及軟件系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)均有差異?,F(xiàn)階段已完成便利商店、超市、百貨公司以及辦公建筑能源管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。便利商店能源管理系統(tǒng)已進(jìn)入商業(yè)建設(shè)階段,累計(jì)完成1400座,節(jié)電比例約5%,配合尖峰抑制,調(diào)降契約容量,節(jié)省電費(fèi)可達(dá)8%。其他場(chǎng)域的空調(diào)最佳化控制可達(dá)5%~10%的節(jié)能,若配合變頻設(shè)備更新,空調(diào)節(jié)能甚至可達(dá)15%~20%。在節(jié)能同時(shí),必須維持環(huán)境基本舒適度,因此人員流量分析以及感測(cè)與控制網(wǎng)絡(luò)整合均需導(dǎo)入新資通訊技術(shù)。

目前臺(tái)當(dāng)局推動(dòng)能源資通訊著重于關(guān)鍵節(jié)能模組開(kāi)發(fā),以厚植島內(nèi)產(chǎn)業(yè)實(shí)力,并結(jié)合大型場(chǎng)域的建設(shè)測(cè)試,評(píng)估其效益與加值服務(wù)的開(kāi)發(fā),對(duì)于AMI及能源管理采取不同的推動(dòng)策略,以有效提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值,改變傳統(tǒng)產(chǎn)品出口的方式,系統(tǒng)服務(wù)取代單一產(chǎn)品販?zhǔn)郏瑥?qiáng)化服務(wù)的價(jià)值與系統(tǒng)的品質(zhì),并滿足市場(chǎng)的需求。

根據(jù)規(guī)劃,未來(lái)臺(tái)當(dāng)局將藉由培植島內(nèi)電表廠商爭(zhēng)取國(guó)際建設(shè)投標(biāo)項(xiàng)目,推動(dòng)智慧電表出口,并通過(guò)家電共通資通訊標(biāo)準(zhǔn)以協(xié)助廠商開(kāi)發(fā)智慧家電產(chǎn)品,另外也將推動(dòng)能源管理技術(shù)海外應(yīng)用與工業(yè)應(yīng)用次系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)能技術(shù),建立自有核心技術(shù)以進(jìn)入國(guó)際供應(yīng)鏈體系。預(yù)期2016年島內(nèi)外AMI建設(shè)標(biāo)案將帶動(dòng)智慧電表產(chǎn)出量達(dá)200萬(wàn)部,年產(chǎn)值預(yù)估可達(dá)新臺(tái)幣320億元。

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