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    摘要：臺灣地區經濟部能源局規劃研擬的「智能型電表基礎建設推動方案」已于2010 年6 月23 日獲行政部門核定，正式啟動臺灣地區智能型電表基礎建設（簡稱AMI）布建計劃。同時AMI 計劃亦已納入「綠色能源產業旭升方案」中能源通訊產業項目，將以建立自主AMI 系統技術為目標。能源局評估：借由推動AMI，可降低高峰負載65.2 萬瓩，節約電力97.5 億度，同時減少二氧化碳排放439 萬噸，對于國家、電業、民眾與產業界均有顯著的效益。 
   
    由于地球暖化的沖擊與世界油電價格飆升的現況，各國無不大力推動節能減碳的措施，而有效節約能源使用是眾多課題中必要的一環。將信息科技技術與傳統電力配送系統結合的「智能電網」將可成為節能的最新解決方案?！钢悄茈娋W」是指將供電端到用電端的所有設備，通過傳感器連接，形成嚴密完整的用電網絡，并對其中信息加以整合分析，以達到電力資源的最佳配置，借此降低成本、提升可靠性、有效降低高峰負載、節約用電量、提高用電效率與減少二氧化碳排放，為目前促進節能減碳較為有效的具體措施。 

    2009 年10 月奧巴馬宣布提撥34 億美元的預算在美國49 州建構「智能電網」，并協助1800 萬個家庭裝設「智能電表」。此外包括大陸、日本、意大利、加拿大、澳洲等國也正積極推動智能電網的試行計劃。臺灣地區經濟部能源局規劃研擬的「智能型電表基礎建設推動方案」已于2010 年6 月23 日獲行政院核定，正式啟動臺灣地區智能型電表基礎建設（簡稱AMI）布建計劃。同時AMI 計劃亦已納入「綠色能源產業旭升方案」中能源通訊產業項目，將以建立自主AMI 系統技術為目標。能源局評估：借由推動AMI，可降低尖峰負載65.2 萬瓩，節約電力97.5 億度，同時減少二氧化碳排放439 萬噸，對于國家、電業、民眾與產業界均有顯著的效益。 

    「智能電網」支持電業與客戶端電力負載管理，可降低用電量及提升客戶端能源效率，是構建未來智能電網主要基礎建設。臺灣地區構建「智能電網」以后，電價將不再只是單一費率，而會隨著白天、傍晚與凌晨時段的不同有所差異。電力公司將根據用電量、用電時段、功率因素等而訂出不同價格，用戶也可以針對不同價格，從事不同的電力消耗活動。例如用戶不僅可自行上網查看家里的用電狀況，并依據「時間電價」，選擇在最便宜的費率時段使用各項電器用品，對于鼓勵用戶主動節約用電有正面幫助，甚至遠程就可以對家電進行監控，比如回家前預先降低空調溫度等。如果發電機或電廠發生斷電情況，智能電網也可以自動偵測最關鍵的損壞區域，進行簡易故障排除；在維修人員修復前，可自動尋找替代供電路線，確保用戶用電不受影響，把斷電的傷害降至最低（自我療愈功能）。 

    泓格科技致力于「智能電網」節約能源的解決方案，已開發一系列的多功能通訊接口的電表，除了具備寬闊的電力測量范圍與安裝方便外，也具備一般標準的Modbus RTU 通訊接口及更安全、穩定的CAN bus接口，可直接與圖控軟件或自行開發的應用程序輕易整合，加上可主動傳輸的CAN bus 通訊的特色，已可構建一完整的電力監控系統。加上具備簡易安裝且精度極高的比流器，更完善了使用者的多元化應用。使用泓格科技的「智能電表」可以完全掌握用戶的用電情形，而家庭用戶也可以透過自家電表，為自家用電進行合宜規劃。本文將提供2 個「泓格科技智能電表」應用案例實現「智能電網」。 

    智能電表系列
 
                         

    ICP DAS 智能電表特色

    泓格科技目前提供PM-213x系列智能電表應用于一般單、三相系統的電力測量，具備寬闊的量測范圍，可適用于一般低壓單、三相系統，使用彈性大，十分利于現代電力測量與監控需要。主要特點有：
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     體積小、安裝簡易、成本低廉。 

? 單相、三相功能性電表，可長時間監測基本電力參數。

? 具備RS-485 與CANBus 通訊接口， 支持Modbus/RTU、CAN 標準通訊協議，未來可支持CANopen、DeviceNet、DNP3.0、Ethernet/IP 等接口。

? 采用外接開口式比流器（CT），裝置方便，利于不停電作業。

? 真均方根值（True RMS）電壓及電流讀數。

? 精度良好，低電流（5A）以下仍具有優于1%（IEC62053-21）的精良表現，亦可應用于中、高壓系統的二次測量。

? 測量范圍廣CTΦ10（60A）， 配置不同的比流器可彈性擴大測量范圍CTΦ16mm（100A）、CTΦ24mm（200A）。

? 具備Wh pulse 輸出接點，可連接檢驗機臺。

? 可供中小型賣場、建筑的各樓層與工廠中負載設備等的電力測量使用。

    ICP DAS 智能電表詳細規格 
  
               

    CAN bus 智能電表應用于「工廠電力監視管理系統」的解決方案

    電力在生產制造工廠中是動力、照明等不可缺少的主要能源，但如何降低生產成本、增加企業生產效益，已經是公司獲利的主要關鍵。電費高漲造成生產成本劇增，已是當今產業面臨的主要議題。近年來由于電力需求急劇成長，能源及工業部門電力消費占總用電量的57.72%，但超過98% 能源依賴進口，臺灣地區自產能源短缺是產業急需共同解決的課題，于是節省能源便成為企業提高競爭力及獲利的重要環節。本案例將以某大型電子廠電力監控與節能管理系統設置為主，以泓格CAN bus 電表-PM-213x-CAN 系列+XPAC+Smart4監控軟件的整合，并利用能源管理系統搭配自動控制，應用計算機化、網絡化、自動化等技術結合的監控系統，達到完整數據收集及節能的目的。

     此系統采用泓格電表（PM-213x-CAN）測量SMT 的功耗電壓等電氣數據，并以CAN bus 通訊接口做電表與XPAC 間的數據傳輸架構，再通過XPAC（可編輯自動化控制器）與I-8120W（CAN bus Interface Slot）作為系統通訊及數據整合為核心。XPAC-8000 可在一般PC 上輕松快速編寫應用程序，可利用Smart 4 Studio 程序編輯環境快速架構出一臺高效能的Smart 4 CE Runtime 智能型CAN 主站。利用Smart 4 Server構建廠內網絡中控系統，與XPAC-8000 Ethernet 接口進行遠程監控并利用因特網交換數據，讓用戶通過遠程操作且網絡實時畫面，監視歷史用電及用電報表數據，而由于以PM-213x-CAN 構建的系統，具備主動回傳機制，可大幅提高系統的效能與降低主機的負載。在此架構下保持了往后擴充的彈性，更結合泓格的Smart4 系統來建立完整的電力監視管理系統。 

         

    系統功能特色

    1. 自動抄表與報表系統：自動記錄SMT 設備用電度數等數據，且其記錄測量數據可存于監控計算機（XPAC-8000）內一年以上，并以每日、每周、每月、每季且分時做統計，并自動報表。

    2. 選用CAN bus 傳輸數據，不僅采用主動傳輸機制也提供用戶高安全等級及有效率的實時控制，更具備了偵錯和優先權判斷的機制，如此網絡信息傳輸將更可靠而有效率，也可降低主機的負載。

    3. 電力品質監視：監測回路的三相電壓、平均電壓、三相電流、平均電流、功率因子、有效電力、無效電力等數據。

    4. 狀態監視：監視回路設備的狀態，記錄其跳脫時間，并形成歷史警報記錄。

    5. 用電監視及記錄：監視并記錄各設備電盤的用電量，并按照高峰、低谷及總量分別累計。

    6. 計算機監控：以Smart 4 CE Runtime 開發電力監控與管理系統，對上述所有監控點進行計算機監控，至少需包括 實時及歷史數據庫、數據采集、排程控制及聯機畫面設計功能，執行電力監視、用電管理、數據采集、趨勢記錄、警報管理、報表等功能。

    7. 遠程監控及因特網整合：經由Smart 4 Server 提供的網絡聯機及數據庫整合功能，提供網絡實時畫面監視，歷史用電及用電報表數據查詢功能。

    主要設備說明

    1. 本系統采用最先進的軟硬件相關技術進行規劃設計（XPAC-8000 可編輯控制器與Smart 4 Server 與Smart 4 CE Runtime 圖控軟件包自行開發人機接口），并預留以后系統功能擴充需求，此架構具有穩定性高、延伸性佳的特點，而且未來系統擴充高。

    2. 應用內建Ethernet 界面的XPAC-8000 可編輯控制器做系統監控網絡整合及各負載設備用電監控站，具有極高速通訊質量，提供完整的用電數據、自動抄表、趨勢記錄及負載監控等功能。

    3. Smart 4 Server 圖控軟件可整合電力數據庫，提供實時與歷史數據查詢、打印及遠程監控功能。

    4. 掌握各回路用電的實時與歷史狀況及負載分布，以供有效用電行政管理，作為以后產能運轉分析的依據。

    5. 用電數據庫與報表可編寫設計儲存成日報、月報及季報、年度報表等數據，也可選擇班別及時間做報表查詢，且可直接打印或轉為EXCEL 格式的文檔，以便日后查詢及統計分析。

    6. 提供一個通用的監控模塊界面，除了可作為電力監控外，未來更可將水、電、瓦斯、空調、照明、影像、火警、消防、安全等項目納入，作為廠務設施管理系統。

    智能電表應用于「校園電力管理與計費系統」的解決方案

    臺灣地區目前各學校院所的教室與宿舍均裝設冷氣，但由于學生使用習慣欠佳，常常未關閉電源或在不必要的時候開啟，這些都是造成冷氣使用時間過長、減少冷氣壽命、增加電費支出及能源浪費的最大主因。目前泓格科技整合PM-213x 智能電表、Touch PAD 可編寫圖形觸控的控制器與RFID 讀卡系統，提供刷卡扣費的功能，讓用戶自行儲值，以改善使用者不必要的浪費。系統也將通過SCADA 軟件（InduSoft），讓管理人員可以管理設定每一電表的當日使用度數，超過時自動斷電，而當全校電力需量超約時，也可作輪流卸除功能，記錄每臺冷氣每日、每月的用電度數，讓學生養成使用冷氣的良好習慣，就可以有效降低電費支出與節能的目的。 

    系統功能特色

    1. PM-213x 為一輕薄短小的三相( 單相) 功能性電表，具備基本電力參數測量、監測及通訊功能。

    2. 精度良好，Wh 精度可達1%（pf = 1）。

    3. 高峰與低谷時段的收費調整。

    4. 有效節約電能約15% ～ 20%。

    5. 卡片余額不足自動關閉電源。

    6. 具開放性、擴充性與互操作性。

    7. 依用戶設定的用電契約容量自動卸除設備功能。

    8. 通過管理系統顯示各區用電狀態，用以日后檢討用電需量與改善措施。

    9. 通過可編寫觸控控制器（TPD-283W）的功能，可隨時擴充教室內的控制系統。

    主要設備說明

    1. 可編寫觸控控制器（TPD-283W）：是微型觸控人機界面（HMI）的裝置，配備有高解析彩色TFT的觸控屏幕，而且它的大小剛好可以嵌入一般墻SS校園電力管理與計費系統架構圖上的電氣插座?？墒褂秒A梯圖設計家（Ladder Designer）開發觸控接口程序，該程序語言為階梯圖邏輯與C 語言的集成開發環境。而此項目中，不僅用于鏈接卡片閱讀機、I/O 模塊、智能電表的控制外，更通過Ethernet 將系統信息傳到中央圖控系統。同時也適用于空調溫度及電燈開關的控制。

    2. 智能型測量電表（PM-2134）：具備寬闊的測量范圍，可適用于一般低壓單、三相系統，外接開口式CT、可長時間測量監測與監控、標準通訊界面。

    3. 數字輸出模塊（M-7060）具備標準Modbus RTU通訊界面的4 組Relay 輸出的DO 模塊，用于控制各項設備，如冷氣空調、電燈、計算機及投影機等設備的開關。

    4. 圖形監控與計費控系統（InduSoft）：具備電力及消費報表管理系統、警報顯示系統、實時電力顯示、卡片閱讀機紀錄及設定系統，并具備遠程Web 監控功能，讓管理者可通過網絡隨時監控系統狀態。

   5. RFID 讀卡機：用于讀取儲值卡內電力消費額度。

     6. RFID Card：用于儲值可用電力余額。  

    

    ICP DAS 智能電表將是實現智能電網最佳選擇

    臺灣地區推行電能管理措施勢在必行。經由管理的方式再借由電力測量的自動化數據搜集，可達成各廠房各生產線的用電記錄，以合理反應其用電成本，從而提高其自發性節電的動機。另外完整的用電記錄，經由數據庫系統管理后，可開發各種縱向、橫向的分析與軟件工具，以作為用電管理與決策的依據。據政府經濟部能源委員會統計顯示，落實電力節能改善，平均約有15% ～ 20%的節能潛力，不但可有效的使用電力能源，更可減少電力費用支出。 

    對于電力用戶而言，如何獲得高質量及廉價的電能是最主要的訴求。由于不良的電力質量常會導致設備壽命減短，增加額外花費，嚴重者甚至造成設備用電中斷、危及人員安全；且不當的用電可能造成用電量增加，提高電費支出。為了提升供電質量，避免不必要的浪費資源，電力系統朝監控管理自動化是必然的趨勢。

     泓格科技可完整提供「智能電網」解決方案。PM-213x 智能電表其輕薄短小、構建及安裝容易、應用性廣、支持性高、價格低廉但功能齊全，提供能滿足大眾與企業不同需求的解決方案。不僅可節省能源、實現產業與家庭自動化、增加了用電信息的實時性，整合所有用電信息至中央信息系統，進而妥善分配電力。為有效達成降低能源相關費用的目的，就必須建置一套具開放性、擴充性、互操作性再加上電力、空調、照明系統的整合性節能系統，選用泓格科技智能電表將有效減少國內能源消耗與降低二氧化碳排放，完善國內電力供輸。