精準掌握用電行為 提昇智慧電錶價值

精準管理用電行為，智慧電錶的建置才有意義。（Siemens）

能源議題全球不斷發燒，除了持續開源尋找替代能源外，節流也成為目前的第一要務，智慧電網的興起，代表了用電智慧化的起步，智慧電錶則是智慧電網的首要建置，設計完善的智慧電錶，將可使能源節流事半功倍，成為新世代能源系統的要角。

資訊通訊透明化和能源再利用是美國總統歐巴馬參選總統時的重要政策之一，歐巴馬上任以後，更投入34億美元全力的執行參選政策，初步更新3,000英哩電力線路，安裝200萬個智慧型電錶；摩根史坦利更預估，全球智慧電網設施建置高達200億美元，而智慧電錶的數量更上看1億台，更早在數年前，德國、義大利等歐洲國家就開始規劃推廣智慧電錶計劃；中國則是投入人民幣4兆元鉅額，計畫在10年內完成電網設施建置。

此外，節能減碳新風潮的「低碳經濟」在各國政府大力倡導下，更成了下一波企業競爭力之所在，也是一般大眾節省開支的重要方向，在此態勢下，智慧電錶的建置就成為業界的旁大商機，智慧電錶讓用電資訊得以全面透明且無縫流通的特色，使其成為智慧電網的第一步重要建置。

智慧電網崛起 能源革命起動

上至工廠、辦公大樓，下至民生住宅，電錶無所不在，即便家家戶戶都有裝設電錶，所有人也時時使用電力，但實際上不太有人會去感覺包括電力在內的各種能源的耗損，一般只有在收到電費帳單的時候，才會對用電量有所感，也因此能源就往往在不知不覺中，以驚人的速度消失殆盡。

傳統的電錶做為供電、計費的工具，無法精確分辨終端用電需求量的大小，只能透過電錶之流量做一個概估的推測，所以供給與消費之間常有重大的差異，若供給大於需求，多發的電力會因為無法儲存而浪費。反之，當供不應求時，則會導致電力負載過大的情況，此外，傳統只能顯示單向用電量的機械式電錶，電力公司必須派員挨家挨戶的抄錶，人工抄錶方式非但不經濟也容易出現人為錯誤，因此智慧電網出現，勢將引起能源界的革命。

而這場革命將從底層開始，智慧電網系統架構的關鍵基礎設備，非屬智慧電錶（Smart Metering）莫屬，目前電錶裝置以傳統機械式電錶為大宗，未來勢必逐漸被數位智慧電錶取代，根據ABI Research估計，2013年全球智慧電錶安裝量約為2億台，佔總電錶裝置量比重約 25%，歐盟提出「20-20-20」目標，預計2020 年將達到以下目標：降低溫室氣體排放量、提高能源效率、提高再生能源比例皆至 20%，智慧電網的建構勢在必行，歐盟會員國近年便陸續從事相關基礎建設，提高電力使用效率。

北美及亞太地區的市場未來也具有成長潛力，美國更是智慧電網發展眾所矚目之地，2010年美國成立的SGCC（the Smart Grid Consumer Collaborative；智慧電網消費者合作團體），就已發起成員包括公用事業、消費者保護團體、消費性電子與科技廠商、零售商，結合美國境內能源公用事業與科技業者，除了解消費者需求、喜好，更致力於推廣，好讓消費終端了解智慧電網系統優點，加快智慧電網的推動腳步，預估將近半數的北美消費者最遲可在2015年，享有智慧型電錶服務。

傳統電錶 V.S. 智慧電錶

就系統架構來看，智慧電網的架構可概略分為硬體與軟體，硬體部份要求完整的通訊網路求取資訊流的暢通，精密的系統軟體則用來分析處理電力供需資料，狹義的智慧電錶是指安裝在消費終端的數位電錶，以數位電錶取代傳統機械式電錶，廣義的智慧電錶則是連結電力部門、數位電錶與終端使用者三方的系統，透過智慧電錶，智慧電網才得以收集完整、即時的能源使用資訊，也才能確實達到電力自動化供給調度與需求管理。

相較於傳統電錶，智慧電錶的優勢在於可以蒐集即時且完整的能源使用資訊，將電錶量測回來的數據傳送給相關單位或是中控中心，此方式不但可以確實完成電力自動化供給調度，以達到節能減碳的目標，更可以有效支配人力，創造出最大的經濟效益，此外，供電端也可以依照使用者的用電需求和不同時段做分配供給，大量減低不必要的浪費，以已導入智慧電錶義大利為例，根據義大利官方統計，引入智慧電錶系統，每年省下的費用高達5億歐元，智慧電錶的佈建不止降低開支，更落實節能減碳。

目前智慧電錶主流作法，是在傳統的電錶上增加通訊功能，讓控制系統可透過通訊機制，將電力狀態予以取得並記錄的裝置，可輕易的架接於用電設備端，進行用電狀態的追蹤、紀錄，在結合後端的分析功能，藉以能達到節能省電的目標，透過系統的建立，大幅提升設備的使用率，並積極的進行用電管理，舉凡用電的環境與設備，均是其應用領域，無論是一般民生家庭、學校或是工廠、辦公大樓等，因此構建一套有效監控管理和記錄設備的系統，便成為相當重要的課題。

聰明掌控廠房用電

以廠房電力監控為例，透過精密的管理系統，智慧電錶可以達到3大直接與間接的效益：
1. 有效管理，大幅降低用電成本
智慧電錶可以採集設備的用電情況加以分析、管理，中控中心可 以透過採集，得到生產線的實際用電數據，用科學且專業的系統軟體管理電能，明確瞭解生產線各項配電狀況，以達到有效的分配，降低用電成本。

2. 降低設備維護成本
從智慧電錶傳送回來各項設備電力數據中，使用者可以瞭解設備大致的用電情形，若有設備電力產生異常，便可以即時維護處理，延長設備使用年限。

3.生產監管輔導設備工具
有效分析監管工廠設備的效能，可以幫助業主瞭解各項設備的使用和明確的生產狀況。

智慧電錶主要是前端的用電紀錄與數據傳送，要達到省電效益，還是需要另一套電力監視管理系統，目前市場上的電力監視管理系統，主要是以RS-485的Modbus-RTU標準作為通訊技術，將電錶的量測數值予以監控、紀錄，並透過資料庫的方式，與中控後台的軟體系統，進行整合架接，協助客戶瞭解其用電狀態，透過報表模組的整合呈現，輕鬆的滿足客戶得管理需求。

電力監視管理系統與智慧電錶搭配，進行前段電力蒐集，針對單相二線、單相三線、三相三線、三相四線系統之電力量測，具備寬闊的量測範圍，一套合格的電力監視管理系統，必須符合IEC62053-21標準，也就是在低電流(5A)以下仍具有優於1%()的精度表現，使其亦可應用於中、高壓系統之二次量測。

現在的智慧電錶也需具有外接開口式互感器，在不斷電狀態下即可安裝，以利於工廠產線的電力監控，此外長時間監測、標準通訊界面、體積小、安裝簡易、成本低、使用彈性大等，都是目前工廠環境所需的電錶特點。

資訊透明化 精準掌握用電行為

除了工廠外，電力監控管理系統在其他領域如飯店、購物中心或餐廳等，其應用也相當適合，透過智慧電錶量測各設備的用電狀態，蒐集即時且完整的能源使用資訊，並且將電錶量測回來的數據傳送給上位端，中控中心透過電力監控管理系統將採集的資料，進行記錄、加減統計與分析工作，此外，電力監控管理系統一般也會建入警報機制，當有異常狀況產生時，相關人員可在最短的時間內為各項設施做緊急處理。

另外因電力監控管理系統也需支援SQL、Access等伺服器系統，並提供遠端資料庫讀寫、登入與存取，以使營運管理總部完全掌握全球各區域營運的用電狀態，也可以隨時查看任何歷史資料數據，並以此作為能源決策分析，讓能源使用達到最佳化願景。