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[年度回顧 3] 數據加值,現在開啟能源新服務

2022 / 12 / 27

前篇,東京電力 Power Grid 副社長岡本浩建議,達成淨零轉型的前提在於「同時達成綠色轉型 (Green Transformation, GX)、數位轉型(Digital Transformation)」。因此掌握數據已成為淨零轉型、新能源商機的另一個發展要點。此篇開頭由台電綜研所所長鍾年勉說明台電在數位轉型的發展狀況;中部電力事業創造本部部長佐佐木克之集結數據、地方政府、民營企業創造「高齡社會安全網」;最後再由智慧電表專家,NextDrive 株式會社副社長慶野文敏說明日本次世代電表的發展概況。

 

台電業務數據化,提高供電品質

鍾年勉表示,台電綜研所作為台電智庫,協助台電掌握「資訊流」,展開能源數位轉型。

 

鍾年勉表示,資訊流是確保供電穩定的關鍵。台電綜研所為台電的智庫,協助研析國內外數位前瞻技術,為台電的經營管理、能源管理、發電調度、用戶服務做前置研究。

數位轉型有數位化、數位優化、數位轉型三階段(註1),鍾年勉說明,目前台電綜研所協助台電業務數位化,台電多數核心業務展開數位優化。關於新能源應用,因商業模型、技術開發已成熟,也達到數位轉型階段。

台電身負國家電力穩供重任。透過發電、維運、環境管理的數位化,可提高能源管理效率與可靠性。在傳統發電,大家關心的台中電廠已部署 PM 2.5 微型空品感測器,建立鍋爐數位資產管理,兼顧發電運轉效能與環境維護。同時,因應未來 2050 年再生能源將占台灣 60 – 70% 發電量,台電的再生能源預測系統可綜覽台電、民間再生能源發電現況,並藉由歷史數據預測未來發電量,提供台電可靠的調度建議。

在輸電方面,台電透過電力監控,即時掌握輸電設備動態,優化輸電維護機制。在配電端上,台電在配電變電所部署巡檢機器人,藉由定時與遠端操作的場域維護,提高巡檢品質。

 

註1:數位轉型三階段說明:數位化:紙本資訊、資料或流程轉為數位格式的過程;數位優化:於既有數位化基礎上,提升數位技術應用能力、採用資料與網路互連等數位工具,改善商業活動;數位轉型:透過數位科技驅動企業創造新的商業模式,藉此發展新產品或跨入新市場。

 

台電積極為台灣創造「新能源應用商機」

台電致力打造電力共享經濟,創造新能源商機。因此,台電綜研所梳理電網與土地資料,構建台電地理圖資共享平台,降低社會參與電力共享經濟的門檻。此外,台電綜研所推廣 IEC-61850-90-3 通訊標準,為虛擬電廠、需量反應等新能源應用佈下基礎。

鍾年勉說明,為鼓勵企業建置虛擬電廠,台電綜研所在樹林設置虛擬電廠專案,透過能源管理系統整合太陽能自發自用、儲能系統、電動車充電樁,使場域不因災害斷電,此外,能源管理系統可串連電力交易平台,促進電力交易商機。因專案可複製性高,未來可開放企業導入。

需求端管理為企業的未來商機,台電綜研所積極發展各種能源管理系統 (Energy Management Systems, xEMS) 技術。用戶可透過能源管理系統,看見用電狀態。能源管理系統也可以幫助用戶,未來藉由輔助服務 (Ancillary Service)、需量反應 (Demand Response) 參與電力交易。除此之外,能源數據將成為多元跨領域服務的基礎,尤其台灣社會將步入高齡化,台電綜研所正透過用電數據分析,研究高齡者的用電行為,建構台灣版高齡社會安全網。

鍾年勉說明,台電綜研所正積極研究區塊鏈(NFT)、碳憑證的運用,加速發展新能源商機,盼未來與業者開啟跨領域合作,共創新能源未來。

 

中部電力以能源數據,打造永續社會

中部電力事業創造本部部長佐佐木克之說明,日本正面臨人口高齡化、氣候變遷、資源枯竭、全電化、智能化趨勢,未來需要一個韌性、循環、低碳的社會。中部電力希望透過數據,為永續社會貢獻心力。

佐佐木克之補充,打造數據服務的前提,是實現基礎建設、跨領域研究、平台服務三大建設。而中部電力因本業緣故,早已完善電力基礎設施。在跨領域研究,中部電力正其他產業合作,共創數據資料庫。關於平台服務,目的是採集數據為新能源應用服務基礎。以上三大架構正是中部電力的「高齡社會安全網」的研究基礎。

 

電力公司、地區政府、民營企業合作,建構高齡社會安全網

佐佐木克之說明,隨著日本社會邁向高齡化,「高齡社會安全網」將為醫療資源帶來助力。

 

佐佐木克之說明,日本 65 歲以上的高齡人口逐年遞增,相對也壓縮高齡者的醫護資源,與其加重醫護資源的負擔,不如從科技趨勢思考,藉由數據與 AI ,確保高齡者的健康狀態,與地方政府、民營企業構建「高齡社會安全網」。

佐佐木克之進一步表示,高齡者的健康判定源自於日本醫界的脆弱性(Frailty)標準,透過大數據評估高齡者的作息與動態,只要判定身體狀態具「虛弱」傾向,便能請醫生及早介入治療,協助高齡者在虛弱初期快速恢復到健康的狀態,舒緩緊繃的醫護資源。

在 2019 年「高齡社會安全網」的第一期研究中,中部電力透過紅外線感測器,監測高齡受測者的行為,再由 AI 評估 Frailty 狀態,判定準確率約 86%,由此鼓勵中部電力啟動第二期研究。此次加入電力數據,更能客觀以作息評估受測者的 Frailty 狀態。

為此,中部電力與日本數據科學研究所(JDSC)、三重縣東印町合作。由中部電力提供電力數據,三重縣東印町政府協助招募高齡測試者, JDSC 提供 AI 運算模組。 AI 模組可檢測出門頻率、睡眠時間,並透過深度學習,推估受測者的 Frailty 狀態。另一方面,中部電力的數據採集取自高齡受測者家中的智慧電表,並與聯齊科技 NextDrive (下稱 NextDrive)閘道器的無線串接,透過閘道器將數據上傳至雲端。

經過 6 個月的數據採集,24 位受測者有 5 位被檢驗出處於虛弱狀態。在事後的訪談中,中部電力也洞悉「高齡社會安全網」於下一階段待解決的社會議題。首先,高齡虛弱者在被中部電力告知之前,無法確認自己是否在虛弱狀態,高齡虛弱者僅認為是身體疲倦所致,進而待在家裡沒有尋求醫療資源。在缺乏與外界溝通下,醫護無法提供適時的關心,進而虛弱狀態將加劇。

其次,以醫療資源的角度觀點,日本的高齡醫療資源追不上人口老齡化速度,導致主動關切高齡虛弱者的資源被弱化。所以當高齡虛弱者送醫時,往往身體狀況已需要住院等狀況,醫療變要耗費更大量的成本照顧高齡虛弱者的健康。佐佐木克之説,未來高齡社會安全網的關鍵在於政府的「及早發現」與「適時介入」。

目前中部電力在長野縣松本市進行第三期試驗。此階段將與地方政府、民營企業合作,強化地方政府同步高齡受測者的身體狀況,使醫療資源能及時關切高齡虛弱者。中部電力也與民營企業同步電力數據,引導健身專家、健康膳食業者等業者協助虛弱高齡者自主照顧。透過政府、民營業者、電力業者三管齊下,及早幫助高齡者修正身體狀態,並洞察未來高齡者社會議題與商機。

 

數據服務的源頭,日本智慧電表發展概況

慶野文敏說明,NextDrive 積極展開次世代智慧電表的研究,將整合電、瓦斯、水表。

 

NextDrive 株式會社副社長慶野文敏具備約 15 年的電表技術研製背景,曾擔任 ECHONET Consortium 技術委員會成員,負責撰寫日本初代智慧電表規格。目前是日本 Telemetering Promotion Council 技術交流組的組長,致力透過次世代智慧電表整合電表、煤氣表、水表規格。

慶野文敏表示,日本初代高壓、低壓智慧電表除沖繩地區少數住宅外,已全面普及化。智慧電表的高普及率歸功於日本電表十年需汰換的機制、及民眾自發性申請。以規格面來說,初代低壓智慧電表採 2 種通信路徑:第一種是 Route A,為電力公司抄表的專用管道;其次為 Route B,為第三方公司、電力公司採集用戶數據的管道。Route B 具備有線與無線架構,因有線的安裝成本較高,且有難度,不少用戶採 Wi-SUN 連結,安裝成本較低、安裝時間較快。

在高壓智慧電表方面,目前僅有乙太網路連結,所以在換裝上有些技術問題待解決。若高壓智慧電表的場域希望安裝能源管理系統,需先關掉場域電源才能展開安裝作業。另外,能源管理的無線數據傳,則需設置無線通訊設備,整體安裝作業需花費一天。

 

次世代智慧電表,展開跨領域服務

因此,次世代智慧電表除整合電表、水表、瓦斯表功能外,高壓智慧電表擬安裝具 Wi-SUN 無線標準的通訊模組,藉此降低成本與作業時間。同時,次世代智慧電表的數據採集頻率,規劃從現行的每 30 分鐘加速至 5 分鐘以內。次世代智慧電表將自 2050 年起落地展開測試,慶野文敏也呼籲日本電力公司在汰換次世代智慧電表前,也應探查智慧電表與電力系統的規格相容性,展開後續服務的思考與構建。

慶野文敏說明NextDrive致力建構人人皆可串連與受惠的「能源物聯網平台」,幫助企業啟動能源數據服務。透過 NextDrive 能源物聯網平台,企業可自由選擇模組化服務,NextDrive 並透過優異的多元連線技術,協助企業於數據服務之前,整合軟、硬體及雲端,開啟新能源應用服務的研析。

慶野文敏補充,NextDrive 與日本岩谷合作,透過優異的連線技術,協助日本岩谷讀取電表、煤氣表和水錶數據,計算用電量和瓦斯的使用效率,並連動智慧家庭電器,讓使用者可即時監測家中能源數據,遠端調控家電。

數據應用還有很長的路要走,許多數據應用開發也非電力公司的專利。未來將會有更多對新能源商機有興趣的公司進入服務開發,屆時會需要類似 NextDrive 的服務公司,透過軟硬體整合與雲端垂直連線技術,共同創造新能源應用商機。

 


講者簡介

台灣電力公司綜合研究所所長 鍾年勉:

清大動力機械系1984 年畢業、1992 年核工所博士畢業後進入台電服務,從事核能安全分析研究;1994 年轉入台電綜研所擔任專職研究工作,研究範疇涵蓋核能、燃煤/煤炭氣化、燃氣複循環、水力、再生能源/氫氣等傳統與新能源發電相關研發工作。歷任資深研究專員、研究組長、能源研究室主任、綜研所副所長等職。

中部電力株式會社 事業創造本部部長 佐佐木克之:

1993 年加入中部電力,從事電力安全通信設備的建設、維修及營運等工作。之後調派到電信公司,並於2018年設立合同會社 Necolico,擔任第一位代表員工職務執行者。2020 年至現今,負責醫療相關、數據平台等新事業開發。

NextDrive 株式會社副社長 慶野 文敏:

1985年 – 2013年任職於東光電氣株式會社(現為東光高岳)技術開發研究所,從事電力控制系統(供電系統、變電系統、配電自動化系統)、電表失效替換管理系統等多項電力系統開發。 2008 年 – 2013 年擔任ECHONET Consortium技術委員,負責智慧電表B Route規格撰寫。 2014 年 – 2017 年任職於Internet Initiative Japan (IIJ) 公司,從事利用網路建構電力服務等相關工作。 2017 年開始,擔任 NextDrive Holdings 取締役、NextDrive 株式會社 取締役副社長。 2022 年開始,擔任Skyley Networks 取締役副社長。 2022 年開始,擔任 Telemetering 推進協議會,台日技術交流會組長。

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