基于A(yíng)MI系統構架的智能電表

　電表市場(chǎng)數量龐大，若全面換裝智能電表，則市場(chǎng)規模將相當可觀(guān)。智能電表安裝數量自2009年起，開(kāi)始出現兩位數的成長(cháng)，市場(chǎng)研究機構ABI預估2009年智能電表安裝達7,600萬(wàn)具，2015年預計將達2.12億具。未來(lái)五年歐洲與北美仍為主力市場(chǎng)，亞洲在中國大陸帶動(dòng)下，為成長(cháng)潛力最大的區域。

　　AMI系統架構簡(jiǎn)介

　　AMI系統指利用各種通訊方式，將客戶(hù)端電表資料傳送回控制中心的技術(shù)，透過(guò)雙向通訊達成各種遠程資料讀取、提供、設定及控制等多種功能之系統。AMI除了改善傳統人工抄表不經(jīng)濟、不精確與不實(shí)時(shí)之缺點(diǎn)外，尚具備多功能，例如：支持各種不同電價(jià)費率、提供用戶(hù)能源使用信息并引導自發(fā)性節能、支持傳送信號進(jìn)行用戶(hù)負載控制，以因應電價(jià)改變的自動(dòng)響應、支持故障偵測與遠程開(kāi)/關(guān)管理、改善負載預測、用戶(hù)用電品質(zhì)管理等。

　　(一)AMI為國家、電力業(yè)者與用戶(hù)帶來(lái)多方面效益

　　AMI相較于傳統機械電表，優(yōu)點(diǎn)在于具備雙向通訊功能，因此AMI可連結用電、發(fā)電甚至是儲電系統等多方信息相互流通，輔助電網(wǎng)朝向電力系統之高速公路發(fā)展，達到隨上隨下的功能。因此AMI主要優(yōu)點(diǎn)在于促成節能減碳目標實(shí)現、改善供電品質(zhì)以及提升經(jīng)濟效率，因此在國家、電業(yè)、用電戶(hù)三方面各能提供多方面的效益，如圖一。

　　圖一 AMI為國家、電力業(yè)者與用戶(hù)帶來(lái)之效益

　　在國家面AMI可促成需求面管理，以及再生能源并網(wǎng)，因此有助于國家達成節能減碳政策目標。而對于電業(yè)而言，AMI 可提供負載控制通訊功能，快速量測、診斷電力質(zhì)量，來(lái)實(shí)現電網(wǎng)自愈功能(self-healing)，提升供電品質(zhì);并可透過(guò)時(shí)間電價(jià)機制之搭配，實(shí)現尖離峰平滑，以減緩新建電廠(chǎng)的壓力;同時(shí) 更容易獲得用戶(hù)的用電資料，故可提供更多創(chuàng )新服務(wù)。最后在用戶(hù)面，AMI搭配顯示器可使 用電信息透明化，使用電戶(hù)能掌握更多信息，進(jìn)行能源管理;并加強用戶(hù)與電力系統之靈活互動(dòng)，使用電戶(hù)可同時(shí)扮演發(fā)電者與電力消耗者的角色(Prosumer = Producer + consumer)，有助于健全電力市場(chǎng)運作。

　　(二)AMI三個(gè)主要次系統

　　AMI系統主要由智能電表(Smart Meter)、通訊系統與設備、電表信息管理系統(Meter Database Management system;MDMS)所組成，如圖二所示。

　　1. 智能電表智能電表指可進(jìn)行較復雜電力運算，再加上雙向通訊功能

　　因此智能電表內部主要關(guān)鍵組件依功能可分為通訊模塊與計量模塊兩大部分。智能電表中牽涉計量部分之關(guān)鍵組件有：高精度的模擬數字轉換器(Analog to Digital Converter;ADC)、MCU、高精度比流器(Current Transformer;CT)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(Real Time Clock;RTC)。由于智能電表需執行較復雜且精密的電力運算與量測，因此電力計量芯片的開(kāi)發(fā)是影響智能電表菜單現之關(guān)鍵，其中MCU更是影響智能電表運作之關(guān)鍵組件。

　　圖二 AMI系統架構