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    摘要：臺灣地區(qū)經(jīng)濟部能源局規(guī)劃研擬的「智能型電表基礎(chǔ)建設(shè)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(qū)智能型電表基礎(chǔ)建設(shè)（簡稱AMI）布建計劃。同時AMI 計劃亦已納入「綠色能源產(chǎn)業(yè)旭升方案」中能源通訊產(chǎn)業(yè)項目，將以建立自主AMI 系統(tǒng)技術(shù)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(jié)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(yè)、民眾與產(chǎn)業(yè)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(xiàn)況，各國無不大力推動節(jié)能減碳的措施，而有效節(jié)約能源使用是眾多課題中必要的一環(huán)。將信息科技技術(shù)與傳統(tǒng)電力配送系統(tǒng)結(jié)合的「智能電網(wǎng)」將可成為節(jié)能的最新解決方案。「智能電網(wǎng)」是指將供電端到用電端的所有設(shè)備，通過傳感器連接，形成嚴密完整的用電網(wǎng)絡(luò)，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(jié)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(jié)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(gòu)「智能電網(wǎng)」，并協(xié)助1800 萬個家庭裝設(shè)「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(wǎng)的試行計劃。臺灣地區(qū)經(jīng)濟部能源局規(guī)劃研擬的「智能型電表基礎(chǔ)建設(shè)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(qū)智能型電表基礎(chǔ)建設(shè)（簡稱AMI）布建計劃。同時AMI 計劃亦已納入「綠色能源產(chǎn)業(yè)旭升方案」中能源通訊產(chǎn)業(yè)項目，將以建立自主AMI 系統(tǒng)技術(shù)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(jié)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(yè)、民眾與產(chǎn)業(yè)界均有顯著的效益。 

    「智能電網(wǎng)」支持電業(yè)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(gòu)建未來智能電網(wǎng)主要基礎(chǔ)建設(shè)。臺灣地區(qū)構(gòu)建「智能電網(wǎng)」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(jù)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(wǎng)查看家里的用電狀況，并依據(jù)「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(jié)約用電有正面幫助，甚至遠程就可以對家電進行監(jiān)控，比如回家前預先降低空調(diào)溫度等。如果發(fā)電機或電廠發(fā)生斷電情況，智能電網(wǎng)也可以自動偵測最關(guān)鍵的損壞區(qū)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(wǎng)」節(jié)約能源的解決方案，已開發(fā)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(wěn)定的CAN bus接口，可直接與圖控軟件或自行開發(fā)的應用程序輕易整合，加上可主動傳輸?shù)腃AN bus 通訊的特色，已可構(gòu)建一完整的電力監(jiān)控系統(tǒng)。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(guī)劃。本文將提供2 個「泓格科技智能電表」應用案例實現(xiàn)「智能電網(wǎng)」。 

    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(tǒng)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(tǒng)，使用彈性大，十分利于現(xiàn)代電力測量與監(jiān)控需要。主要特點有：
?
     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(jiān)測基本電力參數(shù)。

? 具備RS-485 與CANBus 通訊接口， 支持Modbus/RTU、CAN 標準通訊協(xié)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(yè)。

? 真均方根值（True RMS）電壓及電流讀數(shù)。

? 精度良好，低電流（5A）以下仍具有優(yōu)于1%（IEC62053-21）的精良表現(xiàn)，亦可應用于中、高壓系統(tǒng)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(shè)備等的電力測量使用。

    ICP DAS 智能電表詳細規(guī)格 
  
               

    CAN bus 智能電表應用于「工廠電力監(jiān)視管理系統(tǒng)」的解決方案

    電力在生產(chǎn)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(chǎn)成本、增加企業(yè)生產(chǎn)效益，已經(jīng)是公司獲利的主要關(guān)鍵。電費高漲造成生產(chǎn)成本劇增，已是當今產(chǎn)業(yè)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(yè)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(qū)自產(chǎn)能源短缺是產(chǎn)業(yè)急需共同解決的課題，于是節(jié)省能源便成為企業(yè)提高競爭力及獲利的重要環(huán)節(jié)。本案例將以某大型電子廠電力監(jiān)控與節(jié)能管理系統(tǒng)設(shè)置為主，以泓格CAN bus 電表-PM-213x-CAN 系列+XPAC+Smart4監(jiān)控軟件的整合，并利用能源管理系統(tǒng)搭配自動控制，應用計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化等技術(shù)結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)，達到完整數(shù)據(jù)收集及節(jié)能的目的。

     此系統(tǒng)采用泓格電表（PM-213x-CAN）測量SMT 的功耗電壓等電氣數(shù)據(jù)，并以CAN bus 通訊接口做電表與XPAC 間的數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)，再通過XPAC（可編輯自動化控制器）與I-8120W（CAN bus Interface Slot）作為系統(tǒng)通訊及數(shù)據(jù)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(huán)境快速架構(gòu)出一臺高效能的Smart 4 CE Runtime 智能型CAN 主站。利用Smart 4 Server構(gòu)建廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)，與XPAC-8000 Ethernet 接口進行遠程監(jiān)控并利用因特網(wǎng)交換數(shù)據(jù)，讓用戶通過遠程操作且網(wǎng)絡(luò)實時畫面，監(jiān)視歷史用電及用電報表數(shù)據(jù)，而由于以PM-213x-CAN 構(gòu)建的系統(tǒng)，具備主動回傳機制，可大幅提高系統(tǒng)的效能與降低主機的負載。在此架構(gòu)下保持了往后擴充的彈性，更結(jié)合泓格的Smart4 系統(tǒng)來建立完整的電力監(jiān)視管理系統(tǒng)。 

         

    系統(tǒng)功能特色

    1. 自動抄表與報表系統(tǒng)：自動記錄SMT 設(shè)備用電度數(shù)等數(shù)據(jù)，且其記錄測量數(shù)據(jù)可存于監(jiān)控計算機（XPAC-8000）內(nèi)一年以上，并以每日、每周、每月、每季且分時做統(tǒng)計，并自動報表。

    2. 選用CAN bus 傳輸數(shù)據(jù)，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(yōu)先權(quán)判斷的機制，如此網(wǎng)絡(luò)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(zhì)監(jiān)視：監(jiān)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(shù)據(jù)。

    4. 狀態(tài)監(jiān)視：監(jiān)視回路設(shè)備的狀態(tài)，記錄其跳脫時間，并形成歷史警報記錄。

    5. 用電監(jiān)視及記錄：監(jiān)視并記錄各設(shè)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(jiān)控：以Smart 4 CE Runtime 開發(fā)電力監(jiān)控與管理系統(tǒng)，對上述所有監(jiān)控點進行計算機監(jiān)控，至少需包括 實時及歷史數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集、排程控制及聯(lián)機畫面設(shè)計功能，執(zhí)行電力監(jiān)視、用電管理、數(shù)據(jù)采集、趨勢記錄、警報管理、報表等功能。

    7. 遠程監(jiān)控及因特網(wǎng)整合：經(jīng)由Smart 4 Server 提供的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機及數(shù)據(jù)庫整合功能，提供網(wǎng)絡(luò)實時畫面監(jiān)視，歷史用電及用電報表數(shù)據(jù)查詢功能。

    主要設(shè)備說明

    1. 本系統(tǒng)采用最先進的軟硬件相關(guān)技術(shù)進行規(guī)劃設(shè)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(fā)人機接口），并預留以后系統(tǒng)功能擴充需求，此架構(gòu)具有穩(wěn)定性高、延伸性佳的特點，而且未來系統(tǒng)擴充高。

    2. 應用內(nèi)建Ethernet 界面的XPAC-8000 可編輯控制器做系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)整合及各負載設(shè)備用電監(jiān)控站，具有極高速通訊質(zhì)量，提供完整的用電數(shù)據(jù)、自動抄表、趨勢記錄及負載監(jiān)控等功能。

    3. Smart 4 Server 圖控軟件可整合電力數(shù)據(jù)庫，提供實時與歷史數(shù)據(jù)查詢、打印及遠程監(jiān)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(chǎn)能運轉(zhuǎn)分析的依據(jù)。

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

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

    智能電表應用于「校園電力管理與計費系統(tǒng)」的解決方案

    臺灣地區(qū)目前各學校院所的教室與宿舍均裝設(shè)冷氣，但由于學生使用習慣欠佳，常常未關(guān)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(tǒng)，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(tǒng)也將通過SCADA 軟件（InduSoft），讓管理人員可以管理設(shè)定每一電表的當日使用度數(shù)，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(shù)，讓學生養(yǎng)成使用冷氣的良好習慣，就可以有效降低電費支出與節(jié)能的目的。 

    系統(tǒng)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(shù)測量、監(jiān)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(diào)整。

    4. 有效節(jié)約電能約15% ～ 20%。

    5. 卡片余額不足自動關(guān)閉電源。

    6. 具開放性、擴充性與互操作性。

    7. 依用戶設(shè)定的用電契約容量自動卸除設(shè)備功能。

    8. 通過管理系統(tǒng)顯示各區(qū)用電狀態(tài)，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(nèi)的控制系統(tǒng)。

    主要設(shè)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(tǒng)架構(gòu)圖上的電氣插座。可使用階梯圖設(shè)計家（Ladder Designer）開發(fā)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(fā)環(huán)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(tǒng)信息傳到中央圖控系統(tǒng)。同時也適用于空調(diào)溫度及電燈開關(guān)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(tǒng)，外接開口式CT、可長時間測量監(jiān)測與監(jiān)控、標準通訊界面。

    3. 數(shù)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(shè)備，如冷氣空調(diào)、電燈、計算機及投影機等設(shè)備的開關(guān)。

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

   5. RFID 讀卡機：用于讀取儲值卡內(nèi)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(xiàn)智能電網(wǎng)最佳選擇

    臺灣地區(qū)推行電能管理措施勢在必行。經(jīng)由管理的方式再借由電力測量的自動化數(shù)據(jù)搜集，可達成各廠房各生產(chǎn)線的用電記錄，以合理反應其用電成本，從而提高其自發(fā)性節(jié)電的動機。另外完整的用電記錄，經(jīng)由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理后，可開發(fā)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(jù)。據(jù)政府經(jīng)濟部能源委員會統(tǒng)計顯示，落實電力節(jié)能改善，平均約有15% ～ 20%的節(jié)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(zhì)量及廉價的電能是最主要的訴求。由于不良的電力質(zhì)量常會導致設(shè)備壽命減短，增加額外花費，嚴重者甚至造成設(shè)備用電中斷、危及人員安全；且不當?shù)挠秒娍赡茉斐捎秒娏吭黾樱岣唠娰M支出。為了提升供電質(zhì)量，避免不必要的浪費資源，電力系統(tǒng)朝監(jiān)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(wǎng)」解決方案。PM-213x 智能電表其輕薄短小、構(gòu)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(yè)不同需求的解決方案。不僅可節(jié)省能源、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)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(tǒng)，進而妥善分配電力。為有效達成降低能源相關(guān)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(diào)、照明系統(tǒng)的整合性節(jié)能系統(tǒng)，選用泓格科技智能電表將有效減少國內(nèi)能源消耗與降低二氧化碳排放，完善國內(nèi)電力供輸。