例如推動變電所電力數位化有利於電力調控，配電網裝設立配電自動化開關及控制系統等，並在2020、2030年規劃各階段裝置數位化的目標。 以用電曲線顯著改變而著名的鴨子曲線（Duck Curve）為例，便可說明調度情形，曲線橫軸代表當天的24小時，縱軸則是電網的負載量。 由於太陽能是一種間歇性能源，在中午時段因太陽光電充足而傳統機組淨負載降低，形狀就像是鴨子的肚子；在日落時段負載升高，就像是鴨子的脖子，當太陽光電占比越高，鴨肚子會越大，帶來的電力調度挑戰就越大。 為了消化大量湧入電網的再生能源，對於其他的基載能源，例如火力、水力電能等，就要做大幅調整運轉排程。
2010年開始將繼續購買電表加入系統，以建置所有高壓用戶二萬三千戶，占用電量58%，期於民國101年建置完成。 推動AMI為既定政策，台電預計於民國101年可建置完成二萬三千戶的高壓用戶自動讀表，並從2009年起進行建置低壓用戶先進讀表基礎建設可行性效益分析計畫，依據評估結果進行低壓用戶的自動讀表。 針對節能減碳與效率提升的作法，台電目前所提出的IGCC+CCS或核能等都是2020年以後才能實現的方案，而智慧電網可讓能源國家型計畫(NEP)與台電相呼應，成為一個短期節能減碳議題。
智慧電網架構介紹: 智慧變流器
一般的智慧電網包含下列之層面；AMI（先進讀表基礎建設）、AMR（自動讀表系統）、EMS（管理系統）以及電力品質控管之多元型態之資源管理。 目前各國主要投入方向為AMI，好處在於方便電錶管理，隨時計算電費；用戶停限電等問題能迅速獲得改善。 另外這些智慧設施之建置也吻合當前「雲端運算」之發展，相關ICT 之軟、硬體皆可能納入雲端運算之架構，以一體監控用電資訊流，並加以管制調配。
- 智慧電網（Smart grid）為利用資訊及通訊科技，利用數位或類比訊號偵測與收集供應端的電力供應狀況，與使用端的電力使用狀況，藉以調控與改善電網。
- 綜合言之，可透過IED之IEC61850 GOOSE 功能，應用於智慧電網之卸載策略，以強化電網之強韌度。
- 第三，過去的電力潮流是單向式，加入再生能源後則是雙向式，用戶也可以是生產者、將電力回送電力系統，因此必須達到雙向的融合。
- 根據 2019 Cost of Wind Energy Review 資料指出，發電機組僅佔離岸風電成本約兩成；占比最高的是「運維」工作，高達三成；其他成本還包括子結構、基礎建設、港口運輸、整合管理等項目。
- 台電初期在這兩處建立完整的試驗場域，先布建智慧電表AMI掌握用戶資訊，進行用戶行為分析並做需求面管理，接著建置再生能源併網容量開放平台供查詢、發展配電與饋線自動化、重要變壓器監控系統等示範應用。
■ 推動重點 ◆ 擴大建置饋線自動化開關：建置配電饋線自動化開關，由電腦自動定位，迅速隔離故障區間，搭配運用圖資系統及即時監控資訊，輔助搶修人員迅速找出故障點，讓非故障區間復電時間從現行50分鐘縮短至5分鐘，大幅縮短停電時間及範圍。 綠學院的文章曾經說過現在的電網是上古神器，一般來說，能源業確實很難與高科技的形象連結起來，因為傳統以基載、中載、尖載機組分工的運轉與控制相對單純，變動性沒有那麼高，不需要什麼高科技，技術也夠成熟，電力調度基本上不會出什麼亂子。 發展智慧電網為能源轉型過程必要的環節，除了可達到供電穩定、擴大綠能使用、節能減碳的目標，再加上資通訊...... 了解智慧電網的應用與挑戰之後，下段將帶您了解台灣智慧電網的現況與發展，以及為什麼推動再生能源發電刻不容緩，讓您深入了解智慧電網在未來能源發展的必要性與急迫性。 智慧電網是傳統電網優化過後的產物，能夠減低電力損耗和整合再生能源，而智慧電網和傳統電網有哪些不同呢？ 接下來為您介紹傳統電網和智慧電網的差異、智慧電網的架構以及優勢，讓您掌握智慧電網的相關知識。
智慧電網架構介紹: 再生能源進場後，該如何和傳統電廠互相配合？
接著，完成台電智慧電網20年里程規畫綱要，共分短、中、長程三階段，分成電網安全與可靠、能源效率、用戶服務品質、分散型電源整合等四項，並以通訊協定整合、知識管理分享平台兩項作為支援。 最後，建置先進電表基礎建設(AMI)與微電網示範系統，預計民國100年可建置完成二萬三千戶高壓用戶自動讀表(Automatic Meter Reading, AMR)，並於2009年進行台電建置低壓用戶AM可行性效益分析計畫。 電力傳輸部份可細分成變壓器設備、靜態開關設備、電力傳輸設備、保護控制設備、配電設備等。
第四，以電力為核心，融合資訊、電力市場的交易和經營，創造最大價值。 第五，不同廠牌的設備與系統融合，由於電力系統有著各式各樣廠牌的軟硬體設備，而現在重構電力系統，廠牌的融合就變得至關重要。 發展智慧電網的過程中，將會和外界密切合作，而合作方式主要分成兩部分：一是產官學合作，由政府、產業界與學界和台電協作，使實證和實用相融合；另一是和設備廠商合作，屆時會有多種廠牌的設備與系統進入，所以需要透過資通訊規格標準化讓廠牌有效串連整合互通運作。 有關中國大陸於智慧電網的推動背景與國內外其他國家大同小異，包括負載的快速成長、供電可靠度要求、節能與效率提升、與環境共榮、電力品質可靠與資源最佳配置等。
智慧電網架構介紹: 智慧電網是什麼？和傳統電網差別在哪？
而離岸風電不只需要風機，風機要能在海上穩定發電，還得打造基樁；產生的電能，要透過海上變電站、電纜等輸送回陸上。 根據 2019 Cost 智慧電網架構介紹2023 of Wind Energy Review 資料指出，發電機組僅佔離岸風電成本約兩成；占比最高的是「運維」工作，高達三成；其他成本還包括子結構、基礎建設、港口運輸、整合管理等項目。 亦即離岸風電產業不只有發電業參與，台灣還可朝製造業、服務業發展，同樣會帶來驚人的收益。
選擇具備資料管理系統的解決方案並執行以下工作：收集、儲存、驗證及管理資料。 ‧ 收集儲存、及資料傳輸安全：最佳的智慧電網可以抵禦入侵和其他惡意行為。 選擇智慧電網解決方案時，務必確保已取得安全認證，且該技術跟通訊協定能保證解決方案是安全無虞的。 在專用頻譜中運作，能確保符合必要的安全標準，並為公用事業提供靈活且通用的解決方案，不須增加成本和複雜的「填寫」技術。 遠距離無線通訊還具有許多優勢，從點到點或到基於測程的無線通訊網路；這都是為公用事業平台的基礎所設計。 智慧電網的互通能力(System Interoperability)為整合的關鍵，包括停電管理系統與其他資訊系統整合的系統互通性需求、與大規模分散式資源和需求面資源的系統互通性需求，以及資產管理的系統互通性需求。
智慧電網架構介紹: 使用者登入
大同公司能源事業處副總經理何明果指出，智慧電網範圍非常廣，各國都想做，但因為風土民情不同，每個國家努力的方向也不一樣。 像美國的模式就很複雜，不但地大電網多，電力公司也多；中國政府則具壓倒性權力，情況單純許多，但仍有部分地區電力無法送達，所以標榜「堅強電網」，確保各地方都一定有電，且絕不中斷。 輸電系統智慧電網的推動，分成高階調度中心之建置、統一的資料平台與通訊協定建立、全數位變電所的建置，以及光纖通訊網路建置四大項。 而配電網技術則包含配電網路更新以改善配電自動化(DA)與配電管理系統(DMS)，降低線路損失與改善可靠度，開發自動讀表系統(Automatic Meter Reading, AMR)，進行分散型發電應用，目前總裝置容量小於1%，發展儲能技術如硫化鈉電池與Redox Flow蓄電池，以及負載管理。 從社會與電業角度來看，智慧電網三大驅動要素為：供電可靠度與供電品質的社會要求議題不斷提高，溫室氣體與氣候變遷的環境問題，以及營運的卓越。
由台灣智慧型電網產業協會主辦、Moxa四零四科技與台灣經濟研究院協辦的「推進智慧電網，邁向全球淨零永續未來」2022產官學高峰論壇，將於4月19日在台北喜來登飯店舉行。 Moxa在全球擁有超過7,500座數位智能變電站和分散式電力系統的豐富經驗，也成功協助許多國家電網的數位化轉型（包括IEC 61850數位通訊管理與PRP/HSR冗餘網絡）。 例如，近年與泰國國營電力公司 PEA（Provincial Electricity Authority）合作，目前已成功幫助泰國各城市、區域升級建置超過70個IEC 61850數位智能變電站。 由台灣智慧型電網產業協會主辦、Moxa四零四科技與台灣經濟研究院協辦的「推進智慧電網，邁向全球淨零永續未來」2022產官學高峰論壇，將於4月19日在台北喜來登飯店舉行，集結各路的電力專家共同討論台灣的電力轉型之路。 目前中研院陳洋元團隊打造的去碳燃氫技術，能利用臺灣既有天然氣和燃氣電廠的基礎建設，維持穩定的基載電力供給，又能達到減碳的效益，預計將是未來幾年內，能有效提供臺灣減碳成果的重要技術方向。 為能達到降低碳排的能源轉型，又需兼顧產業發展的用電需求，臺灣目前的能源規劃，預估在 2025 年時，再生能源發電量佔比約 15.2%，其餘則為 45% ～60% 的燃氣發電與 25% ～40% 的燃煤發電所組成，到 2050 年時，樂觀理想情境中再生能源發電量佔比可逾 60%，剩下則以燃氣發電為主。
智慧電網架構介紹: 相關課程
根據經濟部能源局之統計，就過去二十年間台灣的能源消費結構來看，隨著經濟的快速發展，使得電力的消費比重逐年增加，預計至2025年時，電力需求將占總能源消費需求之55.7%；然而，台灣傳統能源的蘊藏量極為缺乏，特別是維持經濟發展所需的能源礦物燃料，幾乎全部仰賴進口，目前進口比重已達99%以上。 有鑑於此，台灣未來的能源發展應朝確保能源供應之安全性、避免能源供應短缺之情況發生、以及減少對環境的衝擊三方面來進行。 智慧電網架構介紹 6大構面中，智慧發電與調度、智慧輸電、智慧配電、智慧用戶這四個構面由台電負責召集執行，而智慧電網產業發展、智慧電網環境建構則由經濟部及科技部等負責布局。 從分工內容便可看出，台電主要負責進行技術面及系統建置的推動，經濟部與科技部則負責政策、法規研擬、產業整合與推廣及整體環境的規劃，台電負責之四個構面整體展開49項執行工作，規模相當龐大，在多年努力後，已進入了「推廣擴散」階段。 傳統電網從發電開始，經由電力傳輸、配送，到用戶端，為單向式集中發電輸出，屬於「大型集中式」發電，以長久累積的用電負載分析預測資料來開發電源與運轉調度。 而智慧電網則強調小型分散式電源（包括太陽光電、風力發電、小發電機、儲能系統與電動車等），能在分散式區域電力有剩餘或不足時，在配電網區域內或區域間進行電力交換，電力方向不再固定由特高壓流向高、中、低壓的單向潮流。
而用戶端包括AMI、自動讀表系統、停限電管理、分散型電源與再生能源及電電車電池的整合管理，其中AMI僅占整個智慧電網的一部分。 早期電力公司依據電表計量向用戶收取電費費用，然而過往抄取電表的計量值均為曠日廢時的人工作業。 在這近十年通訊技術蓬勃發展，採用通訊的抄表方式逐漸成熟，稱為自動讀表(AMR, Automatic Meter Reading)技術，主要目的是取代人力抄表。
智慧電網架構介紹: 發電效率大比拼：鈣鈦礦電池 vs. 單晶矽電池
「現在很多學校、公司都已導入節能系統，像教室冷氣隨課務系統運作，在上課的時候才有電；學校冷氣受大氣溫度控制，要達到一定標準才會啟動。」資策會ＭＩＣ資深產業分析師龔俊光說，這就是智慧電網概念的應用。 以PMU為基礎的廣域監測系統，包含衛星定位，可改善系統穩定度，中國大陸的廣域監測系統目前總共裝設約七百套，PMU裝置於500kV變電所與發電廠內以監視500kV輸電系統，每秒傳回三十筆的相量資料。 他也分享，台達從硬體、軟體到測試都有能力，可以提供像金門電廠的硬體控制、軟體後台到能源管理平台一站式總方案。 智慧電網架構介紹 尤其能源應用投入早所以場域熟悉度高，不管終端使用者或系統都可以直接省下一些初期建置的工作。
本系列活動由PanSci 泛科學、工業技術研究院與經濟部能源局聯合主辦。 Q：若理論及架構還有設備都準備好了，要讓全台灣滿佈智慧電網需要多久的時間與金錢？ 智慧電網架構介紹 A：對於全台灣的佈電其實不算困難，至於金錢就要看大廠商願不願意投資，我們可以讓電價更合理當作誘因使大廠商為了降低成本而投資。
智慧電網架構介紹: 整合各式通訊技術 智慧電網建置步步為營
2013 年，韓國研究者 Seung Chul Lee 等人提出用碳黑作為催化劑的甲烷熱裂解裝置設計，其概念是將高溫管柱中，裝填直徑 30 nm 的碳粒作為催化劑，使甲烷通過高溫碳粒時，被催化裂解為氫氣和碳，再透過集塵器與過濾器捕捉碳黑。 智慧電網架構介紹 其核心原理為，若能提供甲烷分子每莫耳 74 千焦耳的能量，就能把碳原子與氫原子的鍵結打斷，而關鍵在於如何提供能量以及如何提升使用能量的效率。 然而碳捕存的技術與概念新穎且須有特定地質條件配合，要能達到具規模的運用仍有相當技術門檻需突破，且碳捕存在臺灣多年來也持續面臨政治及環保爭議，發展進度緩慢。 儘管燃燒天然氣（甲烷）的理論排碳量，約只有燃燒煤炭的一半，但每燃燒 1 智慧電網架構介紹 噸的甲烷，仍會產生 2.75 噸的二氧化碳排放，這與淨零排放的目標，仍有相當大的差異。
- 家庭能源管理部分，台電以自身女子宿舍為標的，提供住戶能源可視系統、設備用電管理等服務。
- 目前於國外推動智慧電網建構之短程規畫，一般皆以建置先進電表基礎設施(AMI)為切入點，再逐步擴增及整合相關自動化與監控功能。
- 再加上科技發展、溫室效應等因素都使得用電量逐年攀升，每逢夏日就有缺電議題佔據新聞版面。
- 在發展潔淨能源方面將發電系統中低碳能源占比由40%增加至2025年的55%以上，其中包含在確保能源供應穩定方面將建立滿足未來4年經濟成長6%及2015年每人年均所得達3萬美元經濟發展目標的能源安全供應系統。
- 由於有堅強之重工業與電機材料等基礎，韓國政府致力於發展一個與智慧電網相關之大產業，除供給自身之電力產業需要外，並有做為世界智慧電網設備產業領導國家之企圖心。
- 亞洲其他國家則以韓國最為積極，將於今年內完成相關立法，與明年新增測試城市，於2014 年完成主要七大城市之智慧電網，並於2017 年連結其他城市。
為能有效整合國內研發資源與擬定整體發展策略與進行方式，提出具體有效的行動方案，能源國家型科技計畫與99年度開始推動智慧電網與先進讀表主軸專案計畫，圖7為規範方式。 智慧電網與先進讀表主軸專案計畫構想書於99年10月19日送國科會第190次委員會議核定。 利用信息及通信技术，以數位或類比[1]訊號偵測與收集供應端的電力供應狀況，與使用端的電力使用狀況。 再用這些資訊來調整電力的生產與輸配，或調整家電及企業用戶的耗電量，以此达到节约能源、降低损耗、增强电网可靠性的目的。 智能电网雛型是20世纪产生，是由一些中心发电机向大量用户传输电能的电网的简单升级。 在传统电网的基础上，电能的传输拓扑网络更加优化以满足更大范围的各种用电状况，如在用电量低的时段给电池充电，然后在高峰时反过来给电网提供电能[3]。
智慧電網架構介紹: 【電網學校】智慧充電樁之設計規劃-電力電子應用 - 課程總覽 - 產業學習網
在世界潮流的推動下，2021 年 4 月總統蔡英文在世界地球日的活動，宣示臺灣將努力在 2050 年達到淨零排放。 同年中研院在廖俊智院長的主導下，啟動了「Alpha 去碳計畫」，院內物理所的陳洋元研究員與研究團隊也開始為臺灣的「去碳燃氫」技術建立基礎。 目前在改善鈣鈦礦材料穩定性的研究方向，大致分為兩類：第一類是改變薄膜製程方式來降低缺陷的形成，如兩步驟成膜方式（two-step method）和反溶劑（anti-solvent）製程。 第二類是開發多功能分子，鈍化鈣鈦礦材料中不同類型的缺陷，例如以路易斯酸與路易斯鹼、烷基胺鹵鹽、兩性離子、無機鹽類和離子液體來鈍化缺陷。 根據經濟部能源局的統計資料， 2021 年臺灣總用電量超過 2800 億度，而目前臺灣發電有將近八成是使用化石燃料的火力發電。 根據 Our World 智慧電網架構介紹 in Data 資料，2021 年臺灣平均每人排放的二氧化碳為 11.85 噸，為全世界人均排放量的 2.52 倍，名列第 22 名，人均排放量高於日本、德國、新加坡與法國。
要在各種設備上整合通訊技術，提供跨域的整合性服務，正是Moxa的看家本領。 「我們的產品特色，就是用在達成關鍵任務（mission critical），從-40度到75度的環境，上至衛星接收站、下到海底電纜，Moxa的產品都能讓資訊流暢地傳遞」Moxa四零四科技總經理林信琪笑著說。 因此，2021 年 3 月起，在廖俊智院長的主導下，中研院啟動了「Alpha 去碳計畫」，目的在發展熱催化、電漿裂解等各種技術方法，以達成去碳產氫的發電目標。 物理所陳洋元研究員的團隊，也開始在院內建構甲烷熱裂解的裝置，試圖為我國建立起去碳燃氫的技術基礎。
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因應不同用戶(工廠、住宅、電廠、社區、離島、城市)，東元集團整合太陽能系統、儲能系統、能源管理系統，提供模組化暨快速建置的微電網解決方案，滿足用戶的應用(調頻輔助、電力平滑化、能源套利、微電網能源管理)。 現場感測器網路(Field Sensor Network)可達到即插即用與無線寬頻網路存取功能(圖5)，包括門禁管制、噪音偵測與定位、環境偵測、高壓危險警示、器具規範與記錄等。 此外，電業整合ICT可最大化事業的效率、客戶滿意度及永續發展，而電業ICT整合是永遠的ICT創新，目前則優先專注於與用戶關聯之智慧電網的運轉、維護。 而電力系統的演進如圖所示，黑色為20年前的系統樣貌，藍色為目前還在開發中的新設備。 近年來，再生資源獨立電廠越來越多，但如果沒有經過電壓及功率的調控，一般的獨立發電廠所產生的電能很難收集到台電系統中使用，所以加設新的電壓調控網絡能讓獨立發電有效率的使用。 從前電力運送的方向只能從台電運送出去（右側橘色箭頭），若加上健全的智慧電網系統控制流量及用量，則可使多餘的電力傳送回去，在儲存站儲存備用，未來電力運輸就可以達到雙向運送（綠色箭頭）而更有效節能。
本書以廣博的視角，前沿的理念，詳細介紹了智慧型電網架構下的供電服務體系，實用性和可推廣性強。 《智慧型電網架構下的供電服務支撐系統》可作為電網調度、電力系統自動化和電力信息通信運行的管理人員、電網規劃設計人員、電力工業安全管理人員，以及從事電網自動化和信息通信研發的科研院所和高等院校研究人員參考用書。 中國大陸智慧電網調度的主要功能，包括結合整體資訊做整體協調控制、最佳化自動調整精緻的調度排成高效率程序管理與預警等功能。
