在節(jié)能議題下，智慧電網(wǎng)成為各國(guó)政府的重要政策，由於其架構(gòu)龐大，所涵蓋的應(yīng)用技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域亦廣泛，包含半導(dǎo)體、傳統(tǒng)電廠、公有基礎(chǔ)建設(shè)、ICT到資訊安全等技術(shù)，發(fā)展電網(wǎng)智慧化成為一個(gè)新興顯學(xué)；但專家也認(rèn)為，發(fā)展智慧電網(wǎng)，除了硬體設(shè)備外，後續(xù)資訊整合才是「智慧化」的重要關(guān)鍵。
以電力業(yè)者估計(jì)，智慧電網(wǎng)若順利布建，三年內(nèi)省下的用電量，至少等於四百萬輛汽車的碳排放量，效益的確相當(dāng)可觀。「節(jié)能」當(dāng)然是一個(gè)極大的誘因，但智慧電網(wǎng)的發(fā)展，就僅僅是為了「省錢」這件事嗎？這當(dāng)然是效應(yīng)之一，但絕對(duì)不僅止於此。
從建置功能來看，智慧電網(wǎng)的推動(dòng)主要基於「預(yù)防」與「推廣」兩個(gè)層面。全球發(fā)展智慧電網(wǎng)的原因雖不甚相同，但主要仍不脫「預(yù)防大規(guī)模停電」與「輔助再生能源推動(dòng)」兩個(gè)面向。
考量雖不同 但智慧化目標(biāo)仍一致
歐美國(guó)家的智慧電網(wǎng)主要與「預(yù)防」有關(guān)，美國(guó)的目標(biāo)是將電網(wǎng)逐步建構(gòu)，讓電網(wǎng)能夠提供平臺(tái)，進(jìn)而參與用電需求面管理；歐洲推動(dòng)智慧電網(wǎng)的重點(diǎn)工作，多重視與分散式能源的併網(wǎng)工作。
亞洲國(guó)家則有不同的考量，以中國(guó)大陸為例，相較於歐美地區(qū)電網(wǎng)建構(gòu)已相當(dāng)完整，大陸仍處於的發(fā)展空間較大，因此建置電網(wǎng)架構(gòu)，成為大陸發(fā)展智慧電網(wǎng)的最重要工作；韓國(guó)是將智慧電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)畫為未來主要出口產(chǎn)業(yè)之一，早年就將濟(jì)州島做為智慧電網(wǎng)的試驗(yàn)場(chǎng)域，將大量的智慧設(shè)備投入測(cè)試，期望以該項(xiàng)實(shí)績(jī)打入國(guó)際市場(chǎng)。
| 圖1 : 不論軟硬體，「可靠」與「穩(wěn)定」是智慧電網(wǎng)的最直接要求。 |
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至於零組件方面，智慧電網(wǎng)的相關(guān)產(chǎn)品中，又以感測(cè)器、控制器元件市場(chǎng)規(guī)模最大，約占整體市場(chǎng)50％，其次為發(fā)展輸配電管理系統(tǒng)、電網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)、電錶管理系統(tǒng)的資訊軟硬體設(shè)備，市場(chǎng)規(guī)模約有25％，再來為網(wǎng)路通訊設(shè)備與智慧電錶，分占整體市場(chǎng)的15％與10％。
整合ICT產(chǎn)業(yè) 智慧電網(wǎng)成新興商機(jī)
具體而言，智慧電網(wǎng)已經(jīng)帶動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)與ICT產(chǎn)業(yè)結(jié)合的趨勢(shì)，衍生出所謂的能源資通訊（EICT）產(chǎn)業(yè)。在此趨勢(shì)下，發(fā)展出完整的EICT產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，透過提供包括能源監(jiān)控、能源管理與節(jié)能服務(wù)在內(nèi)的全方位智慧電網(wǎng)解決方案，將會(huì)是未來產(chǎn)業(yè)的主流趨勢(shì)。
由於ICT整合在智慧電網(wǎng)面向上佔(zhàn)有重要的角色，因此電網(wǎng)智慧化，必須擴(kuò)大傳統(tǒng)供電端的思考模式，把用戶端拉進(jìn)來，分析如何透過雙方的互動(dòng)來達(dá)到用電的需求與供給的平衡，這種雙向互動(dòng)的機(jī)制，讓ICT被帶入電網(wǎng)技術(shù)，讓資通網(wǎng)路與電網(wǎng)結(jié)合，打破傳統(tǒng)，成為一種新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
以ICT面向來看，智慧電網(wǎng)的確帶給傳統(tǒng)能源架構(gòu)完全不同的視野，由於未來幾乎所有的設(shè)備均必須與電網(wǎng)溝通，最重要的就是各種裝置與電網(wǎng)之間的連結(jié)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)電網(wǎng)來說，從發(fā)電、配電、輸電到用戶端，由於環(huán)境複雜，各類通訊介面均需要考慮，整合設(shè)計(jì)的通訊解決方案，則成為顯學(xué)。
由於用電涉及計(jì)算，通訊的可靠度及品質(zhì)，成為智慧電網(wǎng)通訊介面的首要重點(diǎn)；此外，因電網(wǎng)屬於大場(chǎng)域範(fàn)圍，加上部分相關(guān)設(shè)備必須放置於戶外，其強(qiáng)固性及自我管理能力就特別重要，一個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)要能完整運(yùn)作，設(shè)備的自我修復(fù)及協(xié)調(diào)等管理功能就更形重要。近年來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開始落地，透過物聯(lián)網(wǎng)的導(dǎo)入，將可能進(jìn)一步發(fā)揮電網(wǎng)的智慧化價(jià)值。
溝通雙向化 資訊巨量須整體考量
智慧電網(wǎng)的智慧關(guān)鍵在於它具有「雙向溝通」的功能，電力公司不再只是單向賣電給用戶，用戶端的用電資訊也能透過網(wǎng)路即時(shí)傳回電力公司，讓電力公司利用遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)，了解各地的用電狀況，並進(jìn)行電量調(diào)配。而用戶端也能隨時(shí)掌握自己的用電情形，並進(jìn)一步調(diào)節(jié)用電量。
從訊息角度出發(fā)，光是智慧電錶來看，每家戶的在15分鐘內(nèi)發(fā)送一次用電訊息，如此規(guī)模的訊息，資料的「巨量」化亦成為智慧電網(wǎng)發(fā)展的重要課題這類型系統(tǒng)發(fā)展，新的計(jì)算概念—雲(yún)端與分散式運(yùn)算，就成為因應(yīng)電網(wǎng)資料系統(tǒng)發(fā)展的另一項(xiàng)重要課題。
| 圖2 : 氣候議題高燒不退，智慧電網(wǎng)透過聰明用電，讓能源可被用在刀口上。（source: System Protection） |
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由於資料量龐大，資訊的管理與分析必須系統(tǒng)化進(jìn)行，因此透過分散式運(yùn)算整合非結(jié)構(gòu)化資訊，再透過雲(yún)端運(yùn)算進(jìn)行整體分析，這就是智慧電網(wǎng)資訊處理的主要模式，整合「人」、「設(shè)備」與「環(huán)境」的跨領(lǐng)域資訊，透過智慧電網(wǎng)的綜合分析，將可理出使用者的行為趨勢(shì)，做為電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略的重要參考，進(jìn)而成為發(fā)展智慧電網(wǎng)的最終極價(jià)值。
從智慧電網(wǎng)的功能需求來看，從硬體的設(shè)備、平臺(tái)，到系統(tǒng)面的管理架構(gòu)設(shè)計(jì)，都是整體系統(tǒng)的環(huán)環(huán)相扣，這些必須經(jīng)由使用者需求及最適化規(guī)格出發(fā)，透過設(shè)計(jì)、研發(fā)及測(cè)試整合所形成得到最可靠品質(zhì)，而不論軟硬體，「可靠」與「穩(wěn)定」是智慧電網(wǎng)的最直接要求。
與「電」有關(guān)，除了上述安全性考量外，穩(wěn)定度更是重點(diǎn)，無論是由國(guó)家所主導(dǎo)的核心主體設(shè)備建置，或是處於通訊傳輸系統(tǒng)神經(jīng)末端的「最後一哩」的設(shè)備布建，都將穩(wěn)定度視為最優(yōu)先。
由於電網(wǎng)的智慧化仍在架構(gòu)中，目前發(fā)展智慧讀表仍是廠商的新興商機(jī)，但真正可讓電網(wǎng)「智慧化」的技術(shù)，仍是透過蒐集資訊所發(fā)展出的應(yīng)用及管理；包括分散式電網(wǎng)、電動(dòng)車發(fā)展，以及從需量反應(yīng)所衍生出的智慧管理機(jī)制，包含基礎(chǔ)建設(shè)、ICT與自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)各不同面向的技術(shù)，均是產(chǎn)業(yè)仍待開發(fā)的一環(huán)。
*刊頭圖（source: ITRON）
