智能電網(wǎng)基礎(chǔ)骨干——高級(jí)電表架構(gòu)

高級(jí)電表架構(gòu)(Advanced Metering Infrastructure; 簡稱AMI)作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)骨干在國際上受到普遍重視。高級(jí)電表架構(gòu)具備雙向通訊功能，可進(jìn)行電力信息搜集與分析，使電力系統(tǒng)自動(dòng)化與信息化深入家庭或建筑物內(nèi)。國際AMI市場由歐洲、美國等地區(qū)萌芽，并開始在全球蔓延開來，目前包含日本、韓國、中國大陸、澳洲及紐西蘭等地，均有相關(guān)布建或試點(diǎn)計(jì)劃正在進(jìn)行。電表市場數(shù)量龐大，若全面換裝智能電表，則市場規(guī)模將相當(dāng)可觀。

那么究竟何為高級(jí)電表架構(gòu)呢？AMI是指利用各種通訊方式，將客戶端電表資料傳送回控制中心的技術(shù)，透過雙向通訊達(dá)成各種遠(yuǎn)程資料讀取、提供、設(shè)定及控制等多種功能之系統(tǒng)。AMI除了改善傳統(tǒng)人工抄表不經(jīng)濟(jì)、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(fèi)率、提供用戶能源使用信息并引導(dǎo)自發(fā)性節(jié)能、支持傳送信號(hào)進(jìn)行用戶負(fù)載控制，以因應(yīng)電價(jià)改變的自動(dòng)響應(yīng)、支持故障偵測與遠(yuǎn)程開/關(guān)管理、改善負(fù)載預(yù)測、用戶用電品質(zhì)管理等。 AMI系統(tǒng)主要由智能電表(Smart Meter)、通訊系統(tǒng)與設(shè)備、電表信息管理系統(tǒng)(Meter Database Management system;MDMS)所組成。智能電表智能電表指可進(jìn)行較復(fù)雜電力運(yùn)算，再加上雙向通訊功能。因此智能電表內(nèi)部主要關(guān)鍵組件依功能可分為通訊模塊與計(jì)量模塊兩大部分。智能電表中牽涉計(jì)量部分之關(guān)鍵組件有：高精度的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)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)?？捎糜贏MI的通訊技術(shù)多元，技術(shù)采用需視通訊范圍以及各地區(qū)環(huán)境差異而不同，目前包括PLC(Power Line Control)、光纖(Fiber To The x;FTTx)、以太網(wǎng)絡(luò)(Ethernet)、ADSL、行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(GSM、GPRS、3G、CDMA…)或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Wimax、Wi-Fi、RF)等不同通訊技術(shù)。電表信息管理系統(tǒng)（MDMS）主要技術(shù)涵量在于軟件之開發(fā)。AMI系統(tǒng)架構(gòu)下，信息全透過通訊系統(tǒng)傳遞，電表所收集到的信息透過通訊系統(tǒng)存入MDMS，同時(shí)必須支持多項(xiàng)后端應(yīng)用系統(tǒng)，如帳務(wù)系統(tǒng)、缺電系統(tǒng)、客服系統(tǒng)等。

AMI有何作用，能帶來什么效益呢？AMI相較于傳統(tǒng)機(jī)械電表，優(yōu)點(diǎn)在于具備雙向通訊功能，因此AMI可連結(jié)用電、發(fā)電甚至是儲(chǔ)電系統(tǒng)等多方信息相互流通，輔助電網(wǎng)朝向電力系統(tǒng)之高速公路發(fā)展，達(dá)到隨上隨下的功能。因此AMI主要優(yōu)點(diǎn)在于促成節(jié)能減碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、改善供電品質(zhì)以及提升經(jīng)濟(jì)效率，因此在國家、電業(yè)、用電戶三方面各能提供多方面的效益。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(dá)成節(jié)能減碳政策目標(biāo)。而對于電業(yè)而言，AMI 可提供負(fù)載控制通訊功能，快速量測、診斷電力質(zhì)量，來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自愈功能(self-healing)，提升供電品質(zhì)；并可透過時(shí)間電價(jià)機(jī)制之搭配，實(shí)現(xiàn)尖離峰平滑，以減緩新建電廠的壓力；同時(shí) 更容易獲得用戶的用電資料，故可提供更多創(chuàng)新服務(wù)。最后在用戶面，AMI搭配顯示器可使 用電信息透明化，使用電戶能掌握更多信息，進(jìn)行能源管理;并加強(qiáng)用戶與電力系統(tǒng)之靈活互動(dòng)，使用電戶可同時(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運(yùn)作。