台電月刊 - 打開電力新視野

數位時代 智慧電表開啟能源管理無限可能

740期

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隨著科技的進步,智慧電表在電力管理中扮演愈來愈重要的角色。台電透過建置AMI智慧電表系統,實現了電力的即時監控與管理,並在用戶端及電網端創造了多元的應用場景。智慧電表技術發展不僅提升了電力管理的效率,也為用戶帶來更智慧的用電體驗。

AMI資訊應用研發 讓服務更加全方位

智慧電表基礎設施(Advanced Metering Infrastructure, AMI)是台電在需求面管理的重要工具,不僅能做到更高效率的資料傳輸,還能即時回傳大量的用戶用電量資料。透過AMI回傳的用電資料,可應用在資訊服務、需量反應、用戶端能源管理及費率方案等面向。

台電綜合研究所研究員王金墩表示,台電在AMI的建置過程中,經歷了多個階段。目前AMI資訊應用專案小組每季會召開一次會議,檢討各項目的執行進度和成效。隨著AMI建置的不斷推進,新的應用項目也會滾動式納入專案小組的管控範圍。最初應用工作項目多達70餘項,經過整合後,正在進行的項目已收斂至56項,專案小組共分為三大組別:電網應用、服務應用以及研究發展。

電網應用主要由配電處負責,專注於電網端的應用,包括負載預測、異常用電偵測、電力設備監視等。透過AMI系統,可以快速偵測變電站下用戶停電情形,提升供電可靠度。這些應用不僅有助於提升電網的穩定性,還能減少因供電中斷而造成的經濟損失。

服務應用則由業務處主導,針對台電用戶的實際服務需求,包括電價方案設計、需量反應措施、客戶管理等。AMI數據可協助推出差別費率方案,引導用戶於離峰時段用電,達到節能減碳目標。這些措施不僅能夠幫助用戶降低電費支出,還能促進整體社會的能源使用效率。

研究發展則由綜合研究院負載管理室負責前瞻性研究,探討新的商業模式、大數據分析、人工智慧等。王研究員分析,未來隨著AMI普及,可能衍生出更多創新應用,如電動車充電管理、再生能源調度等。這些研究不僅能夠提升電力系統的智慧化水平,還能為未來的能源轉型提供重要的技術支持。

智慧電表數據應用下一步 結合xEMS掌握用電

能源管理系統(x Energy Management System, xEMS)可依需求應用於家庭(Home Energy Management System, HEMS)、建物(Building Energy Management System, BEMS)、社區(Community Energy Management System, CEMS)等場域。在AMI系統中,智慧電表的數據回傳主要透過兩種路徑:電業端通訊(Route A)與用戶端通訊(Route B)。Route A的功能是將電表數據回傳至台電系統,每15分鐘一單位,主要用於電力調度、負載預測及電力系統的監控。具體應用包括負載及發電預測、異常用電偵測、電力設備和電力系統監視等。這些數據幫助台電及時調整供電策略,確保電力系統的穩定運行。

Route B則是將數據直接回傳至用戶端,可細分為每分鐘一單位,旨在滿足家庭能源管理系統(HEMS)等即時應用的需求。王研究員說明:「用戶可透過HEMS系統,即時查看用電情況,選擇最適合的電價方案,並參與需量反應措施,在尖峰時段減少用電,達到節電省錢的成效。」這樣的設計不僅提升了用戶的用電體驗,也促進用戶對於電力使用的主動管理。

夏季熱浪來襲,許多民眾家中長時間開著冷氣,不僅尖峰用電多次突破4千萬瓩,該如何節電以降低電費,減少日常生活支出,成為當下討論熱度最高的民生議題之一。因此,結合智慧電表的應用,台電在今(113)年7月至11月間,推出「住商自動需量反應試辦方案」,當電力負載過高時,台電結合第三方需量反應服務商或智慧家電設備商,遠端調整民眾家中的智慧冷氣切換為送風或關機,亦或關停智慧除濕機等家電,每次1小時、每日2次為限,每月執行4至16次。

在方案執行期間,用戶仍可隨時依實際需求切換回正常模式,同時台電會依據用戶實際配合的節電量,給予節電回饋金,用於扣減電費。配合試辦方案的用戶,累計節電大於2度,每月電費固定減免48元,每省1度電還可再回饋減免10元,讓實際的節能成果呈現在次一期電費帳單上。

HEMS系統也能精準控制家中的智慧家電,用戶可以透過手機APP、語音助理或其他智慧設備,隨時隨地查看家中的用電情況,並根據即時數據調整用電行為。例如,當用戶發現某個時段的電價較高時,可以選擇暫時關閉某些電器,或是將高耗能家電的運行時間調整至電價較低的時段。不僅有效減少用戶的電費支出,也促進了電力系統的穩定運行,締造雙贏局面。

智慧用電大數據 讓未來充滿想像

未來,家庭能源管理服務將展現更多元的應用場景,除了基本的用電監控分析,還包括用電控制、電能自主管理、居家照護等多種功能。例如,利用NIALM(Non-Intrusive Appliance Load Monitoring,非侵入式家電負載監測)技術,用戶可以精確了解家中電器使用情況,來掌握使用者的用電行為模式,延伸發展具有居家安全監護的照護功能,以因應超高齡化社會的來臨。

此外,AMI系統還可以提供地區預測,利用大數據分析技術,幫助用戶了解當前的用電趨勢,並根據這些趨勢調整用電策略。例如,在某些尖峰時段,電力需求可能會急劇上升,這時用戶可以根據預測結果,提前調整電力使用,避免在尖峰時段用電。

未來AMI將持續整合再生能源,加速邁向臺灣能源轉型與淨零排放目標。AMI數據結合HEMS,可協助用戶選擇最適電價方案,降低電費支出。用戶若有能力參與台電的需量反應方案,在尖峰時段減少用電,不僅可獲得電費扣減,也有助於台電維持供電穩定。

智慧家庭的概念也將不斷擴展,未來的智慧家庭不單是智慧家電設備的集合,而是能夠根據用電數據進行系統的調控,實現更高效的用電管理。未來的家庭能源管理服務將更加多元,並在促進永續發展與能源轉型方面發揮重要作用。

隨著AMI智慧電表普及,新的商業模式也隨之而來。台電希望透過AMI數據整合,開發出更多創新的應用,從而提升用戶的用電體驗。其中,綠電交易將成為未來的重要趨勢之一,隨著再生能源的進一步發展,AMI系統能夠將用戶端的負載資訊與再生能源發電資訊結合,實現再生能源的轉直供媒合。用戶可以直接使用再生能源,降低碳足跡,透過手機就能簡單地參與綠電交易。

台電也積極與國內外組織或媒體進行交流與合作,如每年與日本電力中央研究所(Central Research Institute of Electric Power Industry, CRIEPI)交流研討、與美國電力研究院(Electric Power Research Institute, EPRI)簽訂合作備忘錄(Memorandum Of Understanding, MOU)、每一至兩年與東亞暨西太平洋地區電力事業協會(The Association of the Electricity Supply Industry of East Asia and the Western Pacific, AESIEAP)分享研究成果等。

今(113)年5月也與台灣電力與能源工程協會和工業技術研究院共同主辦「2024虛擬電廠發展趨勢與應用案例研討會」,深化對虛擬電廠市場及技術的洞察。由於臺灣位於板塊交界,地震頻繁,因此妥善運用儲能系統和即時調度電力,成為提升電網韌性以應對強震挑戰的重要關鍵。研討會邀請了來自日本東芝、三菱綜合研究所、東京電力公司、Engel X義電智慧能源、安瑟樂威等產學研界的專家,共同交流、分享國內外的虛擬電廠案例及未來發展的推動建議。希望借鑒這些寶貴的國際經驗,讓臺灣的虛擬電廠生態鏈更加完整,進一步增強供電穩定性,也期盼整合各方資源,推動虛擬電廠發展。王研究員認為:「除了借鑒世界大型機構的珍貴能源管理及減碳經驗,台電也能引進先進的技術與管理知識,進一步提升AMI系統的效率與應用範圍。」隨著技術進步與應用擴展,台電的努力與創新,將為臺灣的潔淨能源未來,鋪建一條光明的道路。

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