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智能电网的神经细胞 智能电表小兵要立大功
 

Rapport \u3011    2010年06月22日 星期二

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在节能减碳的趋势下,智能电网(Smart Grid)正成为世界各国有效运用电力的不二法门。智能电网的架构核心便是先进智能电表基础建设(AMI),作为自动读表平台角色的AMI,第一步就是换装数字电子式且具有网络传输功能的智能电表(smart meter)。从整个智能电网的架构来看,AMI是整个智能电网的神经系统,而智能电表就是其关键的神经细胞。

智能电表目前有各种不同的规格标准,包括美国的ANSI C12、IEC的IEC 6205x、欧盟的EN 50470-X、澳洲的AS 1284.x等,中国也有订出自己的Q/GDW37x系列规格。一般而言,智能电表架构设计可以大概分为高压三相和低压单相预付费设计两种类别,由电子电表和通讯模块所构成,以控制器芯片模块为核心,多采用液晶显示屏幕,分为单、三相预付费设计。三相式智能电表以商用为主,主要是以需量功能和瓦时计量功能为核心:单相式则以一般家户民用为主,台湾主要采用的是美规的单相三线。

智能电表主要功能是建立按使用时间计算电价(TOU)的智能系统,并且支持可远程遮断或复归等功能,因此智能电表也需进一步内建电表通讯接口(MIU),与用电管理系统EMS有效链接。不同于以往传统的机械式电表,智能数字电表强调使用寿命长和多功能设计架构,主要功能包括可以实时双向量测;更为准确的量测精度;可分时段计算用电量;可量测并纪录电力质量参数,例如谐波和无效功率等;读表自动化的无线通信功能;还有远程监控断电和复电功能;以及一表多卡等的架构设计。简言之,「时间电价」、「通讯界面」、「电力质量量测」、「负载曲线记录」等,是电子式智能电表的主要特色。

国外主要开发智能电表的厂商,也是以往在各类型电表领域的供应大厂,包括瑞士的兰吉尔(Landis+Gyr)、美国的Itron、GE energy、Echelon、欧洲的Elster以及Iskraemeco等。国外投入智能电表芯片技术核心关键的厂商,仍以Landis+Gyr为马首是瞻。不过越来越多芯片厂商正积极投入智能电表核心芯片的开发行列。像是飞思卡尔(Freescale)便已推出单相和三相电表控制器解决方案,美商亚德诺(ADI)也推出可针对多相位组态包括三导线与四导线所设计的电表IC,意法半导体(ST)和德州仪器(TI)也推出可有效降低智能电表功耗的微控制器系列。模拟混合讯号芯片大厂Maxim也斥资约3.15亿美元现金,收购未上市公司Teridian Semiconductor进军智能电表芯片市场。

台湾在开发智能电表芯片的努力一直没有停歇,工研院能环与环境研究所长期研发智能电表量测芯片,除了已经成功研发出三相电子式电表讯号处理芯片、并应用在士林电机的智能电表产品外,也计划进一步开发单相电子电表讯号处理芯片。亚力、士林电机和旺玖共同合资成立的玖鼎电力信息,也在单相智能电表芯片上有突破性的成果。台湾投入参与智能电表的厂商,也以玖鼎最受瞩目,其他主要生产智能电表的厂商还包括大同和中兴电工,齐硕科技也推出三相电子式多菜单。

台电近日也已经表示,为着手进行AMI智能电表基础建设,第一阶段将针对科学园区、工业区等制造业厂商约2万3千家高压用户电表,以及1万户低压用户从今年下半年开始更换智能电表,预计在民国101年底前全数更换完毕。这代表台湾已经正式跨出建设智能电网的第一步。没有智能电表的普及化与稳定性,智能电网的基础也会不够扎实。「小兵要立大功」,可说是目前智能电表最贴切的形容了。

關鍵字: 智能电表  智能电网  Smart Grid  Smart Meter  飛思卡爾  ADI  ST  TI  Maxim  Landis+Gyr  AMI  微控制器  系統單晶片 
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