電網智慧化的關鍵－自動電力網路化

益網科技大中華區業務經理戴孜庭

溫室效應的升高，造成全球氣候的劇烈變化，加上人類對於石化能源短缺的恐懼，已經帶來新能源革命，希望能以乾淨能源逐步取代石化能源，在可預見的未來，再生能源的使用比例勢必會大幅提升。

益網科技大中華區業務經理戴孜庭指出，真正引發智慧電網需求的關鍵，其實是發生在2003年8月14日的美加大停電。在這場北美歷史上最大範圍的停電事件中，受影響的人口多達5,000萬人，影響區域涵蓋美國8個州及加拿大的安大略省，起因既然只是俄亥俄州的一家電力公司，因為沒有即時修剪樹木，導致高壓電纜因為碰觸樹枝而短路，本應相互隔離的幾個電力系統，卻沒有成功隔離，導致在用電高峰期引發一連串的骨牌效應，至少有21間發電廠在停電期間關閉，也讓各界意識到自動電力網路化的重要性。

新一代智慧電網的特色

戴孜庭也指出，另一個促使自動電力網路化的關鍵，在於避免浪費，因為目前的電力供應，常常出現離峰時過剩，尖峰時卻又不足，所以只要能用過剩的電力來補足不足的電力，就能達成很好的電能利用率，也成為新一代智慧電網的發展特色。

新一代智慧電網的特色包括，具有自我感知狀態、自我分析策略和自動控制，以形成一個可以通過廣域通信網連接的龐大智慧型機器；單位輸電走廊的輸電能力更高、輸配電損耗更低，讓能源綜合利用效率更高；電網承受擾動與衝擊的能力更強，運行更加安全；可以自動發現、診斷故障，並能自動採取控制措施，在用戶察覺前消除缺陷；再生能源使用比例更高，對於環境與人更加友好；電網資產的利用率更高，電價能夠實現電力工業利益與公眾利益的平衡。

戴孜庭表示，為了實現前述特色，電網發展的未來，必須在輸電方式、設備與技術、智慧化技術及可再生能源併入系統技術，都要有所突破。

如新輸電方式，包括大容量架空交直流電、超導體輸電、地下輸電及無線輸電等，都可以減少電力傳輸過程的損耗；新設備與技術的發展方向，主要在於感測及儲能；電網智慧化技術的重點，則是如何將小電網併成大電網；至於大規模可再生能源併入系統技術，目前雖仍在初步階段，但戴孜庭認為未來機會會很大。

戴孜庭強調，如果智慧型電網的基礎建設沒做好，也就是自動電力網路化無法落實的話，則前述努力都可能泡沫化。因為透過網路化，可以讓訊息交換技術如Wi-Fi、乙太網路等，變得更加多樣化，進而讓原本獨立的每個系統，例如電話、網路，可以整合成一個大環網，更能做到將類比訊號轉成數位化、遠端遙控操作排除等功能，才能對自癒性與互動性要求相當高的智慧型電網奠定根基。

自動電力網路化的主要阻礙

目前台灣電網邁向網路化的基礎建設，已經有變電站及饋線兩樣自動化工程正在進行中。變電站自動化的目標，在於讓所有智慧型電子設備的訊息能夠互享，提高變電站的運轉與安全可靠度，減少維護工作量與提升維護水平；饋線自動化的目標，則是縮短停電時間與範圍，提升供電可靠度，並可監控饋線運轉狀況，建立完整資訊。

戴孜庭表示，自動化工程難度其實頗高，以饋線為例，由於都是放在戶外，必須承受的環境變數相當多，工程品質的要求自然高，但目前的進度還不錯，且大多數都已安裝完成。

另外，戴孜庭也指出，在網路化的過程中，會遭遇到的問題。如光纖鋪設涵蓋率低，使用率更低；過度依賴數據專線等公共通信系統，速度及安全性都可能出問題；使用者對於IP網路的恐懼，則是要投入教育資源，例如培植種子教師，進行多方宣導才能改善。

現存與新購設備功能不足，卻又無法立即升級IP網路化，也是主要的阻礙之一，戴孜庭以網路化最怕碰到的廣播風暴為例指出，即使是大到像台灣一樣大的網路區域，仍可能在瞬間造成網路癱瘓，如何在斷線時能夠修復，相對使得自癒系統變得十分重要。

此外，戴孜庭建議有意投入的業者，由於目前的智慧電網缺乏全球統一標的，因此必須特別注意幾個較有權威的標準及認證。如IEC 61850是目前最需要認識的標準，KEMA認證機構則是進入歐洲市場最重要的認證機構，測試也相當嚴謹，如果沒有取得KEMA認證，就無法進入歐洲重大電力建設標案，但是大陸的國家標準GB未來的影響力可能會很大，更是廠商不可忽視的重點。