1、1,台灣智慧型電網產業發展概況與前景,國立中央大學電機系講座教授 台灣智慧型電網產業協會副理事長 林法正 linfjee.ncu.edu.tw,簡報大綱,台灣智慧電網推動現況 台灣智慧電網產業發展現況 智慧型電網技術標準發展現況 建議事項,一、台灣智慧電網推動現況,4,Overview of Taipowers System,Overview of Taipowers System,5,Up to year 2010: Peak Load: 33 GW Customers: 12.6 millionTotal Generated Electricity (+IPP): 207.4 billio
2、n KWh Sale Electricity: 193.3 billion KWh Line Loss:4.66%,Overview of Taipowers System,Up to year 2009 System Installed Capacity: 40,247 MW Peak Load: 31,011 MW Total Generated Electricity (+IPP): 193.6 billion KWh Sale Electricity: 179.2 billion KWh Customers: 12,414,679 Line loss: 4.86%,6,Installe
3、d Capacity (40,247 MW),Generation (193.6TWh),台灣永續電力供應系統,提升電力 使用效能,提升電網再生 能源穿透度,提供高品質 電力,發展電力 設備產業,發展永續電力供應系統,資通訊技術 電力工程與,未 8 每提高能源效 2 以上，使能源密集於 2015 較 2005 下20%以上；並藉由技術突破及配套措施， 2025 下50%以上。,提高能源效,全國二氧化碳排放減，於 2016 至 2020間回到 2008 排放，於 2025 回到2000 排放。 發電系統中低碳能源占比由 40% 增加至 2025的 55% 以上。,發展潔淨能源,建滿足未4經濟成長
4、6% 及 2015 每人均所得達 3 萬美元經濟發展目標的能源安全供應系統。,確保能源供應穩定,永續能源政策綱領,子項與主軸計畫 智慧電網與讀表,台電智慧電發網發展規劃,發展台灣電力設備產業，協助建立高品質、高效率、 以用戶為導向和環境友善的電力網路系統,資料來源：台灣電力公司,電網安全 與可靠,A,電能效率,用戶服務品質,分散式電源整合,2007,2010,2013,2018,2021,提高電力系統穩定度與可靠度,持續升級之調度運轉自動化系統,先進電力電子裝置整合及應用,預防性維護技術,改善機組效率,提升電網效率,提高調度運轉效率,B,先進讀表與計費系統,提升用戶加值服務,風力發電出力預測與
5、調度,整合分散型電源之優質電網,C,D,光纖乙太網路系統建置,微電網示範場建置與高佔比再生能源監測,系統規劃處,電力調度處,業務處,綜合研究所,9,Taipowers Vision on Smart Grid (cont.),10,Smart Grid for Transmission System,11,Distribution Feeder Automation,Finished 53% of feeders with FDIR (Fault Detection, Isolation and Service Restoration) function in year 2012 Increa
6、se the number from 2,110 to 6,256 feeders Main stream is the open loop type,High-Voltage AMI Timeline,High voltage AMI total 23300 meters covering 59% electrical power consumption of Taipower will be installed before 2012.,12,Low-Voltage AMI Timeline,13,Overall AMI Architecture,Meter,Data Concent.,B
7、ackhaulComm.,Head-End,Back Office,External,Data Managmnt.,國科會能源國家型計畫智慧電網與先進讀表主軸計畫,發展台灣電力設備產業，協助建立高品質、高效率、以用戶為導向和環境友善的電力網路系統,願 景,推 動 策 略,配合台電智慧電網建構期程，整合國內產、學、研發展智慧電網技術能量，協助建構台灣智慧型電網，並扶植台灣電力設備產業。,推 動 方 式,由電力、資通訊產學研單位共組團隊，推動先進讀表、微電網、智慧家庭系統、先進配電自動化先導型應用計畫，發展所需之智慧型電網關鍵技術，確保所發展智慧型電網系統設備導入台灣電力網路系統之可靠度與產業化之
8、可行性。,14,智慧電網與先進讀表主軸計畫規劃方式,CO2 減量,提昇能源 安全,提高能源使用效率,促進產業發展,輸電 控制,電力電子,規範與標準,電能管理與需量反應技術,AMI與資通訊技術,微電網控制,配電 自動化,研討會、座談會,工 作 會 議,電力 品質,主規 軸劃 計團 畫隊,應用面,技 術 面,先導型計畫(台電、業界)：微電網AMISmart House電能管理先進配電自動化,智慧型電網 產業協會,NEP 99年度計畫,能源局,台電,研究 單位,一般性研究,基礎建設與基本功能,前瞻性研究,15,智慧電網與先進讀表主軸計畫組織架構,主持人,主軸計畫 規劃團隊,主軸計畫 辦公室,先進配電
9、自動化 先導型計畫,電力品質,配電自動化,微電網控制,AMI與資通訊技術,電能管理與需量反應技術,電力電子,規範與標準,技術面,應用面,智慧家庭電能管理 先導型計畫,先進讀表(AMI) 先導型計畫,微電網 先導型計畫,技術面之研究成果將與應用面整合,輸電控制,台電、核研所、技術處、工研院相關計畫，NEP年度子項計畫,16,智慧電網與先進讀表主軸計畫目標,利用配電自動化與微電網技術提升再生能源裝置容量佔總電力裝置容量之比例大幅提升，使2025年國內再生能源發電量佔總電力供應提升至10%，減少二氧化碳排放 2,000萬噸。 推廣家庭與建築電能管理，提升家庭與建築電能使用效率於2015較2005節能
10、20%以上。 開發智慧電網與讀表之關鍵技術，2010年至2025年共導入 17.8GW的分散式發電系統，將創造國內每年 1,200億新台幣市場規模及2萬個以上就業機會；智慧型電網市場規模約每年新台幣600億元，每年創造1萬個以上就業機會。,17,電力系統之過去與未來,過去 集中式發電廠 低佔比之分散式電源 孤島運作的情形少 依發輸配用送電，整體效率3040%,未來 高佔比之分散式電源(包含再生能源) 分散式電網可獨立或併聯操作於外部大電力系統 需使用微電網與研究配電自動化(DAS) 技術 AMI、需量反應、時間電價之建置，節電成為全民運動 區域電源提供本地負載，提升整體效率,智慧電網與讀表子項
11、技術面 電力品質 輸電控制 配電自動化 微電網控制 AMI與資通訊技術 電能管理需量反應技術 電力電子 規範與標準,智慧電網與讀表主軸計畫應用面 交/直流微電網先導型計畫 AMI先導型計畫 智慧家庭(建築)電能管理先導型計畫 先進配電自動化先導型計畫,18,Smart-grid,智慧電網與先進讀表主軸計畫整合應用示範,資料來原：能源國家型科技計畫智慧電網與先進表主軸專案計畫總計畫，林法正 總召集人,Meter is the interface between customer loads and energy management systems and the grid,Data Cente
12、r,Billing/Customer service Distribution automation Energy management Outage management,智慧家庭(建築)電能管理,微電網技術,先進配電自動化,先進讀表技術 (AMI),Micro Grid for more renewable energy penetration and better power quality,Improve of building energy efficiency and public energy saving conscious,大同、康舒、台達電、中興電工、玖鼎電力、盛達電業、達
13、盛電子,中華電信、台灣松下、新華電腦、 亞力電機、蔚華科、鉅康科技、笙泉,亞力電機、祥正電機、健格科技、極簡科技、東元電機、合家科技,中興電工、台達電、 四零四科技、漢翔、長園,台電智慧電網試驗場,通訊技術發展(光纖網路、無線網路與電力線通訊整合) AMI測試應用 先進配電自動化（ ADAS ）先導型計畫測試 提供設備與系統測試 設備與系統安裝後問題解決方式探討 系統操作人員訓練,資料來原：浦冠志 博士，台電智慧電網試驗場建置與應用，台電綜合研究所，2011 年 3 月 28 日,高壓 AMI 測試平台,MV 11.4 kV,MV 11.4 kV,MV 11.4 kV,MV 11.4 kV,L
14、V 110/220 V,LV 110/220 V,模擬用戶&控制中心,光纖網路,LV 110/220 V,高壓主開關箱,四路開關,四路開關,二路開關,FTU,FTU,先進配電自動化試驗場示意圖, 設置於台電台電綜合研究所 樹林所區,微電網技術標準試驗及測試展示系統,核能研究所 300 kW 微電網測試試驗場全區供電與負載系統規劃及 Zone 1測試試驗場之建置。,資料來原：核能研究所，能源國家型科技計畫智慧電網與先進表主軸專案計畫-智慧微電網先導計畫 2011年4月,先進配電自動化先導型計畫 (ADAS),資料來原：1. 義守大學 陳朝順，能源國家型科技計畫智慧電網與先進表主軸專案計畫-先進配
15、電自動化先導型，2011年4月 2. 浦冠志 博士，台電智慧電網試驗場建置與應用，台電綜合研究所，2011 年 3 月 28 日, 設置於台電台電綜合研究所 樹林所區,先進讀表系統先導示範 (AMI),MDMS,AMI,CA,Concentrator,AMI,HAN,電力迴路,III AMI headend,PLC,Zigbee,3.5G,AMI 平台技術 驗證場域佈建，於三個地點佈建總數150顆以上電表 大規模佈建流程分析- 發展系統規範與佈建標準 AMI與HAN通訊電表模組 AMI資訊安全與數位憑證管理研究 雙向電表先進功能測試驗證,AMI 加值服務技術 AMI建置成本與效益分析 電表資料
16、有效性演算法 負載預測分析 電表資料匯集共通資訊模型與介面 DR/EE節能控制協定,成功大學,WAN,資料來原：資策會，能源國家型科技計畫智慧電網與先進表主軸專案計畫- AMI先導型計畫2011年4月,智慧家庭(建築)電能管理,資料來原：成功大學 楊宏澤，能源國家型科技計畫智慧電網與先進表主軸專案計畫-智慧家庭(建築)電能管理 2011年4月,二、台灣智慧電網產業發展現況,智慧電網市場架構與組成,Source: THE SMART GRID IN 2010: MARKET SEGMENTS, APPLICATIONS AND INDUSTRY PLAYERS, GTM Research Jul
17、y 2009,智慧型電網產業關聯,智慧型電網產業橫跨電力電子、電機與資通訊產業，屬跨領域產業，因此需進行跨領域介面整合才有可能成功發展。,資料來源：陳士麟、陳彥豪、許世哲，新世代智慧電力網管理系統可行性評估計畫，2007.10.25,智慧型電網產品內、外銷金額,2010 年智慧型電網產品內銷金額共 108.74 億元，佔 86%；外銷金額共17.32 億元，佔 14%。顯示目前智慧型電網相關產品仍以國內市場為主。,資料來源: 台灣智慧型電網產業協會整理,台灣智慧型電網廠商調查,資料來源：紀國鐘、微電網技術規範及產業發展研究產學合作計畫 (1/3) 、NSC 98-3114-E-009 -008
18、 -CC2,台灣智慧型電錶產品,附註: 標名顏色者表示公司屬於財團法人,資料來源: 台灣智慧型電網產業協會整理,台灣智慧輸配電產品類別,附註: 標名顏色者表示公司屬於財團法人,資料來源: 台灣智慧型電網產業協會整理,台灣微型電網及智慧家庭產品,資料來源: 台灣智慧型電網產業協會整理,台灣智慧型電網產業協會組織架構,會員大會 (理事長、副理事長),秘書組 台經院,智慧型電表組 AMI 大同公司(主任委員) 台達電(共同主任委員),智慧輸配電組 intelligent transmission and distribution 亞力電機(主任委員) 四零四科技(共同主任委員),智慧家庭組 Smar
19、t Home 大同公司(主任委員) 中華電信(共同主任委員),微電網組 Micro Grid 中興電工(主任委員) 核研所(共同主任委員) 中科院(共同主任委員),標準與規範組 Standard 資策會(主任委員),能源產業組 Energy Industry 台經院(主任委員),資通訊組 Energy ICT 工研院(主任委員) 中華電信(共同主任委員) 四零四科技(共同主任委員),資料來源：紀國鐘，陳彥豪，能源國家型計畫-微電網技術規範及產業發展研究產學合作計畫，2010.12.25,三、智慧型電網產業與技術標準 發展藍圖,智慧型電網產業技術發展藍圖,From Innovation to A
20、cceptance,資料來源：The Emerging Smart Grid, GLOBAL ENVIRONMENT FUND, 2005 (台經院整理),國際間智慧電網相關技術標準,國際智慧電網相關技術標準眾多約有共有 781 項，按照專業項目盤點、分析和研究結果如下,資料來源：白曉民，中國智慧電網發展策略與現況，2010.09.20,智慧電網技術標準規範及標準示意圖,資料來源：紀國鐘，微電網技術規範及產業發展研究產學合作計畫，NSC 98-3114-E-009 -008 -CC2,Static Switch,台灣電力公司再生能源發電系統併聯技術要點 IEEE Std 1547,UL1741
21、 ANSI/IEEE 1021 JB/T 7143.2-1993,IEC 61400-1, IEC 61400-2GB 18451.1, GB/T 16437GB/T19069,UL1741IEEE 929 IEC 61727,CNS 15118-2 IEC 61730-2,屋外供電線路裝置規則 IEC 61850 IEEE 1686 NEC CIP 002-009 資訊技術安全評估共同準則,UL1741,OpenHAN ZigBee / HomePlug Smart Energy Profile,屋內線路裝置規則 台灣電力公司需量反應計畫實施要點 建築物屋內外電信設備工程技術規範,UL174
22、1,(以微電網為例),智慧電網技術標準架構,智慧發電 常規電源網源協調 新能源發電併網 大容量儲能系統併網,智慧輸電 彈性直流輸電 彈性交流輸電 線路狀態與運轉環境監測,智慧變電所 1. 智慧變電所 (台電、華城電機),智慧配電 配電自動化 分散式電源併網 分散式儲能系統併網 (大同公司、中興電工、亞力電機),綜合與規劃 智慧電網術語及方法學 智慧電網規劃與設計,資訊與通訊 傳輸網 配電與用戶側通訊網 業務網 通訊支援網 智慧電網資訊基礎平台 智慧電網資訊應用平台 資通安全 (中華電信、資策會),智慧調度 智慧電網調度技術支援系統 電網運轉監控,料來源：1. 台灣智慧型電網產業協會，智慧電網標
23、準合作討論會議，2011.5.92. 許世哲，智慧電網相關規範之發展現況，2011.5.6,智慧用電 雙向互動服務 用電資訊蒐集 智慧用電服務 電動車充放電 智慧量測 (大同公司、中興電工、威盛電子),智慧電網願景,資料來源：Europe SmarlGrids Technology Platform, EUROPEAN COMMISSION, 2006,Opportunity,四、建議事項,建議事項,台灣智慧電網發展已進入建立產業標準與技術規範階段，建議可整合國科會智慧電網與先進讀表整合應用示範成果，並以台灣智慧型電網產業協會為平台，整合台灣產學研研發與測試能量，逐步建立台灣智慧型電網產業標準。 國際間正積極發展智慧電網標準，建議台灣發展相關標準時可透過台灣標準檢驗局與美國NIST政府合作架構，並由台灣智慧型電網產業協會加入SGIP正式會員之管道，爭取國際標準制訂時表達台灣產業之意見。 中國大陸與台灣目前在智慧電網的發展處於相同階段，可朝向研提共同產業或技術標準之方向發展。,報告完畢，敬請指教,
