為徹底解決能源問題，確立下世代的智慧電表規格與精進功能，是目前各國政府需要正視的議題
文／姚雨欣 工研院產業科技國際策略發展所分析師 姚雨欣
淨零排放已成為全球的共識，為順應全球淨零政策目標，日本在2020年10月宣布「到2050年實現碳中和」，將溫室氣體排放量減到零，以達到無碳社會的目標；並於2021年4月宣布「以2013年為基線，2030年溫室氣體排放量減少46％，並盡可能減少至50％」。
其中，為滿足電力暨相關業務的未來願景，日本持續精進智慧電網先進讀表系統（ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE，AMI）。在2020年，於下世代智慧電表系統審查會議進一步討論下世代低壓與高壓電表規格。
截至2022年5月底止，該審查會議已舉行七次，以日本和海外使用下世代智慧電表實例以及輸配電公司、聚合商、消費者需求為基礎，透過專家反覆討論，制定出低壓與高壓電表標準功能與規格，以將社會效益發揮到最大。
現行日本的智慧電表是一種測量每30分鐘用電量並可遠端獲取數據的計量設備，認證期限為十年，數據歸輸配電業務經營者所有。日本電力用戶由高壓用戶與低壓用戶組成，高壓用戶為契約容量50kW以上用戶，低壓用戶為契約容量未滿50kW用戶。高壓用戶已於2016年全數更換為智慧電表，約75萬台。低壓用戶則預計2024年全數更換為智慧電表，約8,117萬台，2022年3月滲透率已來到91.1％。現階段日本智慧電表已可以執行用電可視化、變壓器容量規格優化及遠端抄表等三大功能。
日本政府2022年5月31日確立下世代的智慧電表規格與精進功能，並規劃於2025年導入。下世代智慧電表主要透過電表數據詳細掌握用電狀況，針對增強電網韌性、穩定電力供需以及提高消費者服務等方向，並有助於發生災難時掌握停電位置，設計新的規格與功能。與時俱進的AMI有助於配電端與用電端雙向通信，可為電業與用戶提供各種服務，如災害因應、再生能源應用以及配電網運行優等。
在災害因應應用上，利用電表既有的輪詢功能獲得每個電表30分鐘值和5分鐘值，如果測量值不上升，則可以評估該戶停電，並在停電後恢復供電時檢測電源是否恢復。此外，使用輪詢功能亦可檢查疑似停電的個別電表，檢測是否停電或已恢復。在遠程電流控制功能的面向上，可藉由智慧電表遠端更改電流值上限，限制電流量，控制用戶用電，避免大範圍停電，有望在大規模災害中確保必要供電。舉例來說，埼玉縣浦和美園新抗災微電網示範項目即驗證該區域遇到緊急狀況時，可從市電切換至PV、儲能以及電動車等分散式電源進行供電。為了長期維持該區域運行，透過智慧電表中的限流功能將電流從60安培（amp）限制到10安培（amp）。與安裝單獨的切斷裝置等相比，可以有效地實施災害對策，提供災區必要電力。
在再生能源應用上，隨著再生能源大量建置，屋頂型PV發電、電動車、家用儲能等分散式資源導入家庭，按資源交易、負瓦特交易等新的交易需求越來越普及，家庭用戶（消費者）陸續轉型成產消者，越來越需要使用與資源相關的測量設備（功率調節器、電動車充/放電設備等）來進行電力計量。以屋頂型PV發電為例，可用功率調節器測量住家屋頂的PV發電量，扣除家庭自身用電量後，剩餘電力另從配電盤透過智慧電表以逆電流量出售給電力零售商，電力零售商可進一步利用功率調節器與智慧電表，計算發電量與逆電流量的差值。如逆電流量為正值，用戶則販售電力給電力零售商；如逆電流量為負值，用戶需給付電力零售商相應電費。
為了優化配電網運行，經由電表獲取和分析實功/虛功功率、電壓等高粒度數據，掌握系統負載狀態，並可在增加功率的同時增加可再生能源接入量。高粒度數據採集預計將使得電能損耗減少、電壓正常運行等並減少CO2排放。以東京電力為例，除了使用傳統IT開關採集配電網數據外，未來東京電力預計利用電表總台數3％即可在10分鐘之內擷取電壓、虛功/實功功率等5分鐘值，並透過獲取與分析數據，進一步改善電網運行。
我國亦邁入能源轉型階段，再生能源占比與分散式能資源亦逐年提高，如何善用已布建的AMI智慧電表基礎建設，進行災害因應、再生能源應用、配電網運行優化等相關應用，並依據實際應用需求在地化並具體精進之，將有助於我國智慧電網穩健發展並促成能源轉型。利用智慧電表數據，更詳細地掌握配電系統的用電狀態，確保電力系統穩定性和品質，形成新的數據應用服務，為社會創造新價值。
新聞日期:2023.08.09
資料來源:工商時報(另開新視窗)