ICT業者重兵集結　智慧電網帶動產業轉型

有鑑於消費者對供電可靠度與品質的要求越來越高，以及對於環保議題的響應，驅動智慧電網(Smart Grid)概念蔓延，並獲得廣大的迴響，各國政府也紛紛投入幾千、幾百億美元的預算，開始建構智慧電網。  

智慧電網布建如火如荼  

圖1　台灣電力縱綜合研究所蒲冠志表示，台灣智慧電網發展的步調不比其他各國慢，不過政府的支持將是關鍵。

台灣電力綜合研究所蒲冠志(圖1)表示，目前全球智慧電網發展較快速度的地區包括歐盟、美國與日本，而中國大陸在官方強勢推動下，在先進電表基礎設施(AMI)發展步調也相當快速，預計將可成為全球最大的智慧電網市場。在台灣方面，台灣電力公司早在10年前即開始AMI的布建工作，唯當初採用的是舊網路設備，會導致安全與品質的問題，因此現階段台灣電力公司即將展開舊網路升級的工作。  

雖然智慧電網受到極大的矚目，又可開拓資通訊科技(ICT)產業的新藍海，不過發展智慧電網卻存在一定的挑戰，蒲冠志指出，智慧電網成功要素包括電網中有各式智慧型感測設備的加入、擁有強固的通訊網路、完整的資訊整合，更重要的是須有法規與政策的支持，相關業者才能有所依循，以及資金須相當充裕，才可在先期投資大量開發成本後，持續投資，以度過兩年以上的產品認證等待期。目前發展智慧電網中的電表產品廠商包括大同、士林電機等，皆為財力較大的公司。  

此外，各國智慧電網的發展方向也是廠商須關注的焦點(表1)，才能根據各國不同的需求一一擊破，有效打入市場，不過，蒲冠志坦言，由於各國規範與文化不同，因此廠商應專注鎖定某地區研發合適的產品，若想一魚多吃，則廠商產品所須通過的認證將相當繁雜，耗時也耗費研發人力資源。

延伸ICT商機　低壓AMI備受矚目  

智慧電網架構中，AMI扮演不可或缺角色，其中低壓AMI系統若結合智慧節能家電，可創造更多的商機，因此備受全球矚目，也被視為ICT產業的另一重要出路。蒲冠志表示，相較於高電壓AMI系統，低壓AMI系統架構中，須透過集中器收集智慧電表的相關資訊，並可直接與住宅中的電器網路連結，亦即結合家庭網路才能算是完整的低壓AMI系統，其中須採用各種通訊網路技術，如家庭自動化網路即充滿商機，台灣ICT廠商可利用既有技術，全力搶攻家庭自動化網路市場。  

智慧電表、集中器與控制中心間須要透過包括無線射頻(RF)、電力線通訊(PLC)、3G/3.5G或光纖，才能構成有效的AMI系統，而採用3G/3.5G等無線通訊技術，電信業者勢必收取相關通訊費用，蒲冠志指出，舉例而言，二萬三千個高壓AMI系統用戶，光是電表與控制中心的3G網路通訊費用，1年即高達新台幣7,000萬元，雖然低壓AMI系統中，可利用集中器分散通訊網路的費用，不過如何降低通訊費，也是ICT廠商可著墨部分。  

另外，由於台電為台灣唯一的電力公司，因此，台電AMI系統的發展時程，也成為廠商關注的焦點。蒲冠志表示，根據6月23日行政院核定的AMI規畫與時程，預計2012年台電將完成全台二萬三千個高壓AMI用戶的布建，2010年的階段性目標為一千兩百戶，低壓AMI系統的相關規範，則仍在修訂中，預計2010年底底定。不過，無論台電發展時程如何，與ICT業者合作的成果，最終目標為將整體AMI解決方案發揚至全球，擴大台灣ICT產業於AMI系統的市場範疇。  

微控制器占重要角色  

圖2　意法半導體微控制器產品行銷經理楊正廉表示，32位元微控制器才能支援智慧電表所需的運算效能。

在智慧電網架構中，智慧電表可謂不可或缺，也突顯電表中微控制器(MCU)的重要性。意法半導體(ST)微控制器產品行銷經理楊正廉(圖2)表示，智慧電表身為智慧電網最核心的裝置之一，須具備高效能、兩種以上的通訊技術、可升級的系統與多功能的計量方式，此時微控制器也須具備上述功能，才能符合需求，而意法半導體針對智慧電表的各式需求，推出相應的微控制器產品系列。  

在一個智慧電表的設計架構中，所需的元件包含主控制、計量、通訊、耦合器、電力線通訊等，其中作為主控制的32位元微控制器中已內建通用序列匯流排(USB)、UART等傳輸介面與加密保護機制，楊正廉指出，依據電表的功能與架構大小，上述元件可彈性使用，例如若電表功能非常簡單，僅用一顆計量元件即可替代主控的微控制器，PLC與ZigBee微控制器則是視廠商設計增減，不過，以目前歐美發展智慧電表所採用的通訊技術來看，PLC與ZigBee為主流通訊技術，而台灣電力公司的電表也將以ZigBee作為主要通訊技術。  

針對意法半導體主控微控制器整合度已相當高，未來是否將上述須外掛的元件一併整入，楊正廉強調，目前此智慧電表的元件組成架構已臻完整且具備彈性，因此目前未有計畫整合全部元件。  

中國大陸AMR/AMI商機不斷  

有鑑於2003年北美大停電，暴露出傳統電網的脆弱及電力穩定對經濟發展的重要性，中國大陸政府近年來對於提升電網的強固性、自癒性不遺餘力。而隨著各國紛紛喊出智慧電網口號，試圖將互動性帶入電網架構中，中國大陸也不落人後地進行電網資訊化作業，以期降低龐大的二氧化碳排放量。  

圖3　訊亦無線通信上海分公司總經理吳慶華指出，為確保供電穩定，中國大陸政府已經將智慧電網布建列為國家級重點政策。

訊亦(Cinterion)無線通信上海分公司總經理吳慶華(圖3)引用中國大陸官方數據指出，中國大陸1年社會總用電量高達三兆五千億千瓦小時(KW/h)，在輸電、配電、用電等環節持續改善，提升5%效率，即可節省價值達人民幣兩千億元的電力。因此，對於經濟飛快成長，用電基礎建設速度在後苦苦追趕的中國大陸而言，導入智慧電網除了節能減碳外，更具有提升電網穩定度的效果。  

吳慶華進一步分析，事實上，導入自動讀表(AMR)只是實現智慧電網最基礎的一步，中國大陸國家電網目前除了每年採購大量具備AMR功能的智慧電表外，同時也在配電端導入更先進的AMI，以實現各種電力監控、需求回應等進階功能。因此，中國大陸的智慧電網商機，絕不僅於各種用戶端的智慧電表，用於發電廠、配電端的各種數據採集終端，需求同樣龐大。  

不過，由於不同數據採集終端的布建型態各異，因此適用的通訊技術也不同。例如有些早期的住宅電表具備脈衝輸出功能，若要將既有的電表升級成智慧電表，只要搭配可接收脈衝輸入功能的外掛裝置，即可實現。目前這種外掛型態的智慧電表以歐洲最為常見。但以中國大陸而言，針對社區、集合住宅等密集型應用，則多半是以低壓電力線通訊作為主流通訊技術，以降低網路通訊的成本；也有少數案例採用ZigBee等短距離無線技術。  

但吳慶華也指出，PLC與短距離RF均有傳輸距離、訊號品質的疑慮。畢竟，就傳輸距離與服務可靠度來說，電信業者所提供的行動通訊網路，仍是最優異的。這也是無線通訊模組廠商進軍智慧電網產業的利基之所在。  

電力產業需求特殊　資通訊業者應集中火力  

由工業電腦(IPC)起家的研華，則是以資通訊業者轉型能源資通訊(EICT)供應商的經驗，向業界分享該公司跨足中國電力產業的經驗與經營心得，並指出入境隨俗、慎選市場是資通訊業者跨足電力產業必須做好的準備工作。  

圖4　研華資深經理黃宜平表示，智慧電網各個環節所使用的硬體設備，台商幾乎都有能力生產。

研華資深經理黃宜平(圖4)認為，從更宏觀的角度來看，智慧電網的核心概念，就是把資訊化的架構導入電網，透過各種數據採集技術取得原始數據，送到後端進行資料處理與分析、決策。因此，即便不是電力輸、配、用三大環節所需的硬體產品製造商，也不應認為智慧電網事不關己。因為當數據送到後端資料中心後，機房裡的設備就跟一般企業的機房相去不遠，這也是台灣資通訊業者的拿手好戲。  

然而黃宜平也提醒，電力產業終究有其獨特的標準與產品需求，因此，相關業者若想進軍智慧電網，必須先做好功課，掌握電力產業對產品規格的要求。此外，電力產業的規格標準有強烈的地域性，跟資通訊產業一套標準行遍天下的情況大不相同，且電力產業對設備安規的要求也比一般工業設備來得更嚴格。例如抗靜電、電壓、電流防護等，通常都比工業規格的要求還要高出一倍，因此相關業者若想投入開發，對於安規要求同樣不容輕忽。  

舉例來說，歐盟國家的電力產業，多半遵循國際電氣委員會(IEC)所制定的相關標準；美國則是由美國國家標準局與技術研究院(NIST)負責制定相關標準。這兩大標準差異很大，以台灣業者的規模來看，很難有足夠的資源同時投入兩套標準，因此，選定自己想投入的市場，進而對當地標準做好充分的準備工作。也唯有如此，才能讓自己從資通訊成功跨足到能源資通訊領域。