台電月刊 - 打開電力新視野

電力物聯網與數位轉型 迎向電力通信新世代

700期

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採訪、文字—劉智淵、紅藍創意團隊 攝影—劉智淵 協助—電力通信處、綜合研究所、金門區營業處、塔山發電廠 審查—台電月刊編輯小組

通信系統固守穩定供電之外,更要實現工業4.0,物聯網時代新的通信需求,可以結合更多創新技術和服務應用,台電準備由電力通信處(簡稱通信處)主辦,將南部發電廠展示中心規劃成5G人工智慧物聯網(5G AIoT)驗證場域,台電的數位轉型,由通信處接下第一棒,任重道遠。

金門塔山發電廠廠房屋頂,黃志鵬課長打開一個A4大小的機箱,機箱的訊號線連接到一旁的接收單元,接收單元連上一支約2公尺高的金屬桿,再連接金屬桿上頭的天線。「這就是物聯網計畫的基站,它在這裡接收餘氯偵測器那端傳來的訊號。」3月初的金門,電廠屋頂海風野大,吹得黃志鵬幾乎無法站立,還得放低姿態大聲為我們介紹。

餘氯偵測器的無線通信

這座屋頂上的機箱是除了光纖芯線、各式監看螢幕之外,我們在金門第一個見到的實體設備。很遺憾,它沒有「物聯網」給人的科技感,也沒有無線基地台會讓人腦袋嗡嗡響的威嚇感。接著,黃志鵬又帶著我們下樓,穿過廠房、經過煙囪旁複雜糾纏的各式管線機具,來到電廠的排水口,這裡有座裝著餘氯偵測器的機箱,和一組通信設備。

餘氯偵測器是電廠用以偵測排水氯含量,避免含氯過高的冷卻水排入海中影響生態。過去是以實體線路連接到電廠終端設備,再將測得資訊傳到電廠及金門縣政府環保局。但出水口到電廠終端設備之間隔著道路、管線及發電相關設備,實體線路架設不易,勉強拉線後,常因故中斷,於是改裝一組無線通信設備,希望能改善通信穩定度。

在金門各處的開關箱、電桿上,都有同樣的無線通信設備,上面也都會有電力通信處、電力物聯網,以及「電力物聯網通訊系統建立可行性暨試行計畫」(臺灣及金門地區)的字樣。

通信處系統規劃組趙建驊主辦表示,2018年初,台電經營會議決議,將金門打造成科技生活智慧島,推動以金門為智慧電網通信規劃示範場域,是電力通信技術與應用的突破與嘗試。

同年7月,交通部協調國家通訊傳播委員會(NCC),因應台電智慧電表系統建置,以及自來水、瓦斯等民生公用事業智慧型讀表系統需求,修訂「中華民國無線電頻率分配表」,新增劃定839-847MHz頻段供民生公用事業之智慧型讀表系統使用。通信處於是委託工業技術研究院進行電力物聯網試驗,試驗目標就是在839-847MHz智慧讀表頻段,嘗試「無線通信架構最後一哩路」。

計畫中,除了塔山發電廠餘氯偵測器,還有林口發電廠氣浮式皮帶壓力表、大型變壓器油中氣體分析、金門區處故障指示器(Fault CurrentIndicator,FCI)等共9項。

5G應用為物聯網開了扇大門

事實上,無線通信架構或者一般概念中的物聯網,不一定非得是無線,也不是非用讀表頻段不可,目前金門地區的智慧電表,使用的就是中華電信4G 頻段的NB-IoT技術之窄頻物聯網。而通信處執行電力物聯網試驗,也於2020年底展現初步結果。因無線行動通信技術為不斷進步的技術,面對5G時代來臨,本試驗亦為未來公司5G應用累積技術能量,為電力物聯網開了另一扇大門。

「5G的特性就是『大大低』,大頻寬、大聯結、低延遲。」台電張忠良副總經理提高音量,這位國營事業第一位數位長,談到5G通信特別顯得神采飛揚。他表示,5G的大頻寬,除了可以做大流量的傳輸,還有個特色是可以將頻段切分出來,比如一座電廠,可以租一小段5G頻段,在廠內做物聯網、自動化控制、人工智慧等等應用,也就是所謂工業4.0。大聯結,是可以同時連線更多設備,強化物與物之間的聯結,同樣有助於物聯網、智慧工廠等應用。低延遲,則可即時回傳大量數據,大幅提高運維效率,以及更多現在無法想像的應用。「頻繁、即時、影像化,5G在電力系統上的應用一定很廣泛。」張忠良說。

深植數位基因 邁向智慧未來

通信處陳榮貴處長補充,台電發展5G物聯網應用有其優勢,另一方面有營運通信系統70餘年的經驗,一方面台電光纖纜線布設完整,有太多無線應用最終還是得回到光纖骨幹傳遞資訊,而透過無線讀表頻段的物聯網試驗,累積經驗,對未來5G物聯網也會有所幫助。

「同仁都要有數位基因,」張忠良表示,2021年是台電的數位轉型元年,數位學習、數位客服、流程優化、自動化、AI應用等等,有太多創新的技術和服務值得發掘探索。通信處和資訊處是帶領公司數位轉型的兩大主力,未來更規劃以這兩處為基礎成立「數位發展籌備處」,推動數位轉型。

今(2021)年2月底張忠良也藉著蔡英文總統、蘇貞昌院長視察高雄「亞洲新灣區5G AIoT創新園區」的機會,和高雄市政府取得共識,將在南部發電廠成立台電5G AIoT辦公室,並在廠內展示館建立5G環境,成為5G人工智慧物聯網驗證場域。

「通信處的角色要轉型,也要帶著台電數位轉型,邁向智慧能源科技的大未來。」張忠良堅定地說。光纖通信網絡的不斷進化,正象徵著台電不斷創新、追求永續的精神,以及推動能源轉型的決心。

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