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第一章 緒 論
隨著國內負載的快速成長,台電配電系統因負載密度的增加
而變得非常複雜,使得配電系統的運轉更加困難,由其夏季
尖峰時段用電量激增常導致主變壓器過載,萬一系統發生故
障時,則必需透過緊急轉供策略[1,2]快速達到故障偵測、隔
離及對未故障但停電區恢復供電,為達運轉效率的提升,實
有必要建置一套具電腦監控能力之配電自動化運轉系統。此
外隨著資遜科技的進步建立一套含自動圖資及設備管理[3-7]
為基礎之整體配電資遜系統將可提升配電系統規畫及維護之
效能。
1
配電系統之配電範圍遍怖每個角落、設備繁多,且直接面對民
眾,如何經由配電管理系統的良好規劃及運轉,有效提昇配電
工程的設計,確保未來配電系統的營運效率及可靠度,將是電
力公司面臨電業自由化、民營化之競爭壓力下,必須發展的重
要方向。從整個電力系統自動化過程,早期皆著重於發電及輸
電系統之自動化[8-11],以台電系統中含中央調度(CDCS)、區
域調度(ADCS)及配電調度(DDCS)之SCADA系統最具代表性,
而早期配電系統自動化[12,13]由於受限於電腦軟體功能及能源
管理無法滿足投資成本效益[14-16],一直無法順利推動。但近
年來由於電腦軟硬體設備[17]功能的大幅提升及投資成本的降
低,整個配電資訊及配電運轉功能之配電管理系統,已具備充
份的投資效益及可行性。
2
財產及會計管理
EMS
CAD
配電規劃
FM/AM
自動化島
維護管理
故 障 分 析
配電運轉
工作單處理
負載管理
圖一、自動化島示意圖
3
配電資訊系統必須有效支援含規劃、運轉及維護等各種應用
功能,由於各種應用功能其所需資料又有所不同,因此必
須根據資訊需求規劃一套整體性配電資訊系統。由於配電
系統涵蓋範圍極為廣泛,其所牽涉之資料量既多且雜,整
體資訊系統的建立,勢必無法一蹴可幾,為達到最佳的發
展策略必須考慮每個應用功能對公司營運需求的急迫性、
其所產生的效益,資料取得及建置的可行性、維護性和投
資成本加以審慎評估。此外為確保整體資訊系統的品質,
其建立及維護必須建立一套標準作業程序,而且資訊系統
之架構又必須具備開放式之擴充功能,才不致於形成獨立
系統,使其資料擷取流通形成問題。
4
整合配電系統規劃設計之運轉維護,自動圖資及介面軟體等
相關之應用軟體功能加以確認,探討目前臺電配電部門之
運作現況,分析以整體配電資訊系統支援各種應用功能所
能產出之效益(其中包括效率提升,人力減少,系統可靠
度)同時探討其推動的可行性(如資料的可用性)和評估
所需投資的成本,綜合以上各種指標,進行成本效益和可
行性之分析,而排定推動的優先順序及時程。除此之外亦
將對配電管理系統之個別應用功能,分析其資料需求,再
將各應用功能的資訊需求加以整合,完成整體配電資訊系
統架構,根據上述應用功能的推動時程,建置配電資訊系
統,以有效支援配電系統自動化功能。
5
將針對國內台電配電系統特性,分析個別應用功能自動化推
動之可行性,其中包括資料收集,建置成本及產出效益評
估,同時就個別應用功能自動化所需的資料(含設備屬性
及網路連結性)加以檢討並整合,以確定整體配電資訊系
統架構,有效支援配電系統規畫,設計運轉及維護等各種
應用功能。如下圖所示。
6
圖資繪製製
圖資查詢
饋線負載及電壓
分析
圖資數化輸入更新
自
動
圖
資
配
用戶停電管理
故障電流及保護
協調
配
電
AM/FM
運
變壓器負載
管理
轉
系
電
維
小區城負載
預測
規
配電圖資/
屬性資料庫
配
設備維護點
檢計劃
電
劃
變電所負載分析及
預測
體
配電
統
軟
設計
護
輔助工作單設
計
設備管理
介
面
軟
體
國土資訊
其他系統
CIS
DCIS
D F I S
7
圖二、整體配電自動化系統架構
為期發揮整體配電管理系統在國內推動的可行性,本計畫
將深入了解臺電配電部門,現有的資料狀況及品質,目前
應用功能執行模式及未來自動化推動後對人力的精簡、工
作品質及效率的提升和資料收集的投資成本。由於國外已
有不少電力公司推動配電管理系統[19,20],其推動的經驗遭
遇到的困難及經濟效益的評估模式,均值得參考,因此在
本計畫的執行過程中亦將收集國外相關經驗以作為國內推
動DMS之效益評估的依據。在完成個別應用功能自動化之
投資效益評估後,並據以完成配電應用功能推動的優先順
序。整個推動流程如圖三所示
。
8
圖三、配電管理系統推動流程
9
第二章目前台電配電系統
及配電自動化推動現況
隨著國內經濟成長一日千里,連帶促使國民所得亦一
路攀升,相對於用電用戶之用電量亦成非線性的激增,
對台灣電力公司發電部門而言,致使其備載容量不足
而往年皆常因發電容量不足而有限電問題產生,就輸
電部門而言,亦常因線路及變電所擴充遭受阻力,而
使系統運轉極為困難。此外近年政府實施人事問題致
使人力無法擴充,但由於電腦科技的大幅提升,電腦
軟硬體及其週邊之速度及運算能力亦快速增進,電腦
已具備快速而有效處理龐大且複雜的電力問題,而稍
減緩因政府人事精簡所造成之負面結果。現在國內外
電力公司採用電腦系統處理電力問題已為一趨勢,台
灣電力公司為提高工作效率,改善作業及服務品質,
亦積極朝向電力電腦化方向邁進。
台電業務處亦於近年規劃業務單位整體資訊化系統
[21],更加以推廣至各區處陸續從事配電資訊系統之
開發及配電自動化[22]運轉上線,以實現自動化的目
標以期提升配電部門之營運績效。
10
2-1台電業務處配售電系統
台電業務處全省有24個營業區處,配售電業務由各區處
分別來處理,負責各區域內配電系統之有關線路、設備、
維護、新設線路及運轉等繁複之工作,並且要服務區域
內用電戶之供電及相關的其它服務。由於配電地域廣泛、
設備繁多,且於第一線與民眾接觸,其業務非常繁瑣。
於民國五十年左右,當時電腦之功能並不是非常之強大,
台電業務處有鑑於業務之繁複增長即採用電腦將業務單
位電費開票及用戶資訊等資料納入管理。由於文明之進
步,用戶增長用電量需求驟增,相對業務量之增長亦不
可同日而語,且近年來電腦及通訊網路進步神速,不論
電腦硬體、軟體及其可利用功能皆大幅提昇,且最重要
的其軟、硬體價格日益下降,對使用電腦者及公司提供
一項重要的自動化工具。因此面對時代及環境快速變遷,
如何提升用戶的服務品質,應建立各種精簡之措施,而
推動電腦工作資訊化及運轉自動化,遂成重要之一環
11
台電業務處為推行業務電腦化,於民國八十年迄今,
做過多次之業務單位整體資訊規劃,其中有對大區域,
中區域或小區域之資訊分散處理做整體資訊規範,並
對各業務單位未來各項業務電腦化,其中包括一般屬
區域性管理業務將納入整體的構想及規劃。並將售電
配電業務隨各區處營業務量隨用戶增加而逐漸上昇情
況下,考慮與分散式處理方式相配合,使各區處營業
處均有成為單一個分散式處理系統可滿足區之業務需
求,而一般之CIS、BAS、DCIS及AM/FM等系統皆可
由各區處處理,而不必集中處理,可增進資料管理效
率並確保資料之一致性,而把這些需求做全面性整體
性之深入考慮,做更詳盡之規劃。且近年來盛行之分
散式處理方式,主從架構(Client/Server),物件導向
(Object-oriented)、最適化(Right-sizing)等應用趨
勢,正好提供台電未來資訊化之走向參考,並可達成
提升配電營業績效,降低營運成本及積極服務用戶等
規劃之最終目的。
12
圖四為台電配電售電資訊體系架構,其以開發分散式主從
架構為規劃,此系統包含售電綜合資訊及配電綜合資訊系
統,售電綜合資訊系統係以用戶用電收費及語音、網際網
路為主,其以用戶資料為導向,較偏向資料及帳目之處理。
配電綜合資訊系統包含配電系統之供電運轉、維護及規劃
等較偏重於配電運轉方面,二者之間僅以CIS用戶資訊系統
聯結,其聯結性之強弱值得探討,若要自動化其間之資料
連結需更加強。以下為台電現行售配電系統中已完成之項
目:
一、現行之售電資訊系統包含下列幾項:
1.語音服務系統。
2.用戶陳情系統。
3.用戶服務資訊系統
4.用戶連繫資料管理系統(CIS)。
5.電費帳務管理系統(BAS)。
6.電費開票系統(GBS)
7.手提小電腦抄表系統(HCS)
13
配電售電資訊體系
售
電
綜
合
資
訊
系
統
計
抄
收
用
配
電
綜
合
資
訊
系
統
用
網
New
CIS
際
開
異
服
費
動
務
電
費
帳
務
管
理
系
統
用
電
異
動
處
理
系
統
網
路
服
票
表
自
動
讀
表
系
統
用
戶
服
務
資
訊
系
統
用
戶
陳
情
處
理
系
統
業
務
通
報
系
統
電
話
服
務
中
心
業
務
查
詣
系
統
繳
納
電
費
系
統
供
劃
計
工
護
轉
電
用其
戶化
服資
務訊
務
營
業
櫃
台
作
業
系
統
運
區
域
負
載
預
測
系
統
設
備
管
理
系
統
配
電
自
動
圖
資
及
配
電
工
程
資
訊
系
統
停
電
管
理
系
統
二
次
變
電
所
自
動
化
系
統
配
電
饋
線
自
動
化
系
統
限
電
管
理
系
統
變
電
所
運
轉
資
料
管
理
系
統
AM/FM
電
費
開
票
系
統
C
B
S
用
電
異
動
CPS
遙
控
讀
表
系
統
電
費
再
核
算
系
統
CIS
手
提
小
電
腦
抄
表
系
統
H
C
S
計
費
開
票
維
用
戶
來
電
話
處
理
系
統
TCS
戶
施
OMIS
電
設
DCIS
費
規
配
電
線
路
損
失
分
析
統
計
系
統
變
電
設
備
點
檢
系
統
90
負
載
管
理
資
訊
系
統
用
電
資
料
登
錄
系
統
用
戶
連
繫
資
料
管
理
系
統
語
音
服
務
系
統
配
電
工
程
施
丌
管
理
系
統
配
電
停
電
統
計
系
統
災
情
通
報
資
訊
系
用
戶
與
饋
線
連
結
分
系
統
停
限
電
運
轉
圖
資
系
統
14
圖四、台電配電售電資訊體系架構
電
表
管
理
系
統
高
壓
用
戶
定
系
統
低
壓
用
戶
定
檢
系
統
二、現行之配電資訊系統包含下列幾項:
1.低壓用戶定檢系統。
2.變電所運轉資料管理系統。
3.限電管理系統(OMIS)。
4.用戶與饋線連結系統。
5.二次變電所自動化系統。
6.停電管理系統。
7.配電停電統計系統。
8.配電工程資訊系統(DCIS)。
9.配電線路損失分析統計系統。
配電綜合資訊系統及售電綜合資訊系統其關聯性如圖五所
示,由圖中得知以用戶服務系統較具整體性,而用戶服務
資訊系統只是配電管理系統中之配電資訊系統之一環。圖
中AM/FM配電自動圖資與設備管理運用於配電運轉自動化
[23],現台電僅有北市區處[24]、高雄區處兩者建置,以
AM/FM自動圖資與設備管理系統來從事商業運轉,饋線自
動化有台中區處正在建構,以下將針對此三個區處之自動
化加以探討。
15
配電自動圖資
及設備管理系
統(AM/FM)
New
CIS
語音服務
系統
電話服務中
心
Call Center
用電資料
登錄系統
用戶服務
資訊系統
(CIS)
配電工程
資訊系統
(DCIS)
用電異動
處理系統
營業櫃台作
業電腦化系
統 (CPS)
用戶陳
情處理
系統
網際網路
業務查詢
系統
電費帳務
管理系統
(BAS)
網際網
路繳納
電費系
統
電費開票
系統
手提小電
腦抄表系
統(HCS)
變電設備
點檢系統
配電工程
管理系統
(DCMS)
限電管理
資訊系統
(OMIS)
電費再
核算 系
統
變電所運
轉資料管
理系統
電表
管理系
統
用戶連
繫資料
管理系
統
配電線路
損失分析
統計系統
(LLS)
停電管理
系統
區域負載
預測系統
用戶與
饋線連
結分系
統(OM3)
配電停電
統計系統
高壓用戶
檢 系 統
自動讀表
系統
遙控讀
表系統
用戶來電
話處理系
統(TCS)
災情通報
資訊系統
低壓用戶檢系
統
負載管理
資訊系統
停限電運
轉圖資系
統
圖五、配電及售電綜合資訊系統關聯圖
註:實線為現行系統,虛線為待
開發系統
16
2-2台電目前建置之自動圖資/設備管理系統
(AM/FM)
AM/FM自動圖資及設備管理[25]為配電管理系統之核心,
其掌管一切設備之圖形[26]與非圖形資料,亦可提供設計、規
劃及用戶之資訊一般靜態之工作協助,更可支援配電自動化之
運轉,可見其配電管理系統角色有之重要性。
一、高雄區處自動圖資/設備管理(AM/FM)
民國八十年台電與國立中山大學簽訂“配電自動化規劃研
究”,繼而與國立中山大學合作〝配電圖資資料庫建立與應用
報告”及“配電系統單線圖應用研究報告”以上皆為台電欲推
動自動圖資/設備管理,從事配電管理系研究相關之先驅研究
計劃,經評估結果有其推動配電管理系統之價值,此上三個研
究案皆以INFORMAP III為主要系統,此系統較現在所採用之
ARC/INFO較簡單,且較讓使用者較易接受相形之下其功能亦
不太強大,以上三個計劃皆與高雄區處合作,將其經驗作為台
電推動AM/FM之依據。現在高雄區處配電運轉圖資系統方塊
圖如圖六所示,其採用系統為ARC/INFO系統,使用者已可用
window95及X-Terminal來從事設計,使MMI[27,28]較友善。
17
使用者
X-Terminal
Window95
介面
GUI
系統使用者介面
資料庫設計
待裁適或開發
圖資維護
圖資查詢出圖
電氣連結
配電室卡影像管理
變壓器管理(TLM)
用戶饋線連結(OM3)
停電管理
停電語音查詢回覆
配電運轉圖資
用戶來電管理系統
套裝軟體
應用軟體工具
作業系統
ARCDMS
ARC/INFO
AML
Arc View3.0
Avenue
Relational DB
SYBASE
語言軟體
Delphi
C Language
UNIX/Win95
圖六、高雄區處配電運轉圖資系統方塊圖
Dos/Win95
18
圖七為高雄區處配電運轉圖資方塊圖,其中包括二大項,
一為停電圖資運轉系統,其偏向於設備及圖資之推廣。二
為用戶來話處理系統偏重於用戶來電資停復電之管理運轉,
其餘相關應用功能處理之工作流程皆詳附於附錄中,其包
含有工作停電、事故停電、用戶與饋線連接系統、圖資展
示作業、開關切換作業、電氣連結性追蹤作業、語音停電
查詢、運轉圖資維護作業、修改圖資、負載計劃作業等作
業流程圖。
19
配電運轉圖資
(ARCDMS)
停電圖資運轉系統
配
電
室
卡
影
像
管
理
圖
資
維
護
圖
資
查
詢
/
出
圖
電
氣
連
結
用戶來電話處理系統
視
窗
處
理
模
組
變
壓
器
管
理
用
戶
饋
線
連
結
停
電
語
音
查
詢
/
回
覆
停電管理系統
停
、
限
電
資
訊
查
詢
用
戶
停
電
電
話
分
析
工
作
停
電
排
程
管
理
停
、
限
電
資
訊
管
理
圖七、高雄區處配電運轉圖資方塊圖
20
二、台北市區營業處AM/FM先導系統
經過先導研究案,業務處擬開始建置AM/FM系統,選定北
市區處所轄之中正區五個變電所七十二條饋線為試辦區域,於八
十五年建置完成且至今已營運二年多。圖八為北市區處AM/FM硬
體架構[29]系統圖,與高雄區處相較,其已較有配電管理系統之
架構功能亦較實際,而其軟體系統採用Intergraph FRAMME為其
運轉系統核心,其資料庫採集中式ORACLE,可用ORACLE作分
散式資料管理以提昇資料庫速度,其中包含十個運用程式。由於
此十個應用程式與ORACLE相連,資料量大,造成運算速度減緩
之現象。此十個軟體由ABB公司輸電應用軟體移植而成,其方塊
圖如圖九,下面敘述此十個應用程式之狀況:
1. 饋線負載及電壓分析:利用FRAMME產生維護AM/FM之
ORACLE 資料庫表格的功能同步產生饋線資料檔,再使用資料檔
配合饋線負載及電壓分析應用程式來運算求解。亦可利用另一種
方法,不需要產生饋線資料檔,直接使用資料庫運算,但因資料
庫內資料繁多,要搜尋所需資料僅一小部份,將會造成AM/FM系
統資料庫之回應緩慢,其使用理論與人工作業大致相同,人工計
算資料較簡單,程式搜尋較為精細,資料較完備,結果亦較正確。
21
維 護 課
工 務 段
PC
設 計 課
伺服工作站
Interpro 6705
Laser
Printer
PC
Hardcopy
FDDI 界面
服 務 中 心
PC
PC
Gateway
Digitizer
FDDI
Hardcopy
y
中央處理工作站
Interserver 6705
Color
EPP
資 訊 課
PC
PC
IMR 1200 Router
業務處資訊課
FDDI
Plot MUX
PC
IEEE 802.3
10BASE2
PC Gateway
PC
Gateway
DSU/CSU
V35 VME
(RS2323)
V3.5 Interface
IBM
HOST
Router
SCANNER
圖八、北市區處AM/FM系統架構圖
22
ABB 應用軟體
CADPAD
CADOPS
ASTORM
用戶停電
管理系統
FEEDERSITE
FEEDERDESIGN
饋線負載
及電壓分
析
饋線故障電流
及保護調
小區域負載
變電所
規劃
預測分析
饋線
規劃
圖九、ABB輸電十個應用軟體方塊圖
23
2. 故障電流保護協調:完成此功能先作饋線之阻抗及負載分配,
再執行單相負載潮流分析,再執行故障電流計算最後以故
障電流保護協調,可檢討既設保護設備之保護協調狀況,
可對不同保護器設定模擬其保護曲線之關係,至於新設之
饋線保護設備無法自行運轉,須由使用者依故障電流計算
結果後,再檢討其協調狀況及使用者要求之協調條件。
3. 饋線規劃[30]:取得未來負載所在位置及負載預測量,再經
由饋線選擇最佳化之條件,依使用者之需求其最佳化可包
含供電可靠度或最小壓降或最低成本,則此程式會自動檢
討出不同條件下最佳系統饋線狀況其成本等之比較,而成
本計算需上傳至DCIS產生成本,此項工作較繁複。
4. 小區域負載預測[31]:將負載預測之供電區域由使用者劃分
為長寬、面積相等之小區域,配合圖幅各圖屬之特性及各
種不同負載之負載特性曲線,可計算各預測年度之負載量,
其預測年度以年為限,可預測年度負載成長趨勢,預測結
果較具說服力,適合於中長期之負載預測。
24
5. 變電所規劃:利用小區域預測配合變電所位置,依所需規劃
之年度由小區域負載測中使用規劃年度負載預測結果,饋
線建置之地理限制圖屬,變電所位置成本屬等限制條件資
料,設計出一合成之饋線以供給各負載,再以經濟因數計
算該系統之可供電及無法供電之負載及可能發生電壓過低
之地區。其解有二個方式:
(a) 無限制條件:不考慮變電所容量限制條件:以求取〝最
低成本之饋線成本〞的方法所求出之解。
(b) 有限制條件:考慮變電所的容量限制及變電所供電距離
的限制所求出之解,以此種解法較符合配電系統規畫實際
需求。
6. 用戶停電管理:可以讓使用者輸入用戶之資料,以查詢用戶
停電資料,並利用來電用戶之所在地設備之電氣聯結關係,
分析判斷可能故障之地點,以利調度員處理事故,利用線
上即時系統可告知來電用戶事故原因和可能復電之時間。
25
7. 配電線路設備巡視點檢:依使用者需求為範圍或以饋線等為
選項,選擇設備或其屬性,並可選擇裝置年度維護週期等
參數查詢或列印設備資料,此做為巡檢排程作業之參考,
若AM/FM之資料庫為關聯式資料庫RDBS,則可利用結構
化語言SQL,從資料庫中擷取其計劃性或經常性之設備清單,
並配合設備地理圖資,以利巡檢人員檢視。
8. 配電財產設備管理:依使用者之需求,以區號、饋線或不同
區域選擇設備或其屬性,或以其它為條件,查詢設備量或
盤點設備之設備,並可提供設備圖資統計數量,配合盤點
結果,可協助更正圖資與永續記錄之差異。
9. 變壓器負載管理[32]:利用指數平滑法,依負載型式分商業、
小型工業、住宅、辦公室四種,建立負載標么曲線,計算
出單具變壓器,變壓器組負載等,藉由變壓器和用戶之負
載性和成長預測,可有掌握變壓器的負載變化,以對變壓
器之承載能力加以評估,並對變壓器的擴充採取必要之措
施。並可計算出利用率、參差率進而分析各配電場及饋線
之負載量及負載特性,以提供系統相關負載分佈過載與低
載訊息,以利調度人員做適當之處置。
26
10.負載轉供:自動分析變電所主變壓器,匯流排、饋線、分
歧,等線等各項事故或工作停電時負載轉供最佳方案及產
生開關操作順序表以供現場人員參考,本功能將受限於電
氣設備聯結性完備與否。
最近北市區處利用現有AM/FM系統又完成了高壓配電
系統11.4KV上之故障點搜尋。此對重點用戶可完全納入
AM/FM系統上控制,配合以上十個應用程式,此系統大部
分應用於設備管理,配電運轉較少,故其資料庫之完整與
否則,決定配電運轉時程及反應之快慢,配電運轉圖資愈
精確,則配電運轉則有較佳之結果,反之,則有較差之結
果。
27
三、台中區處饋線自動化
台中區處饋線自動化為台電近年來較大型之饋線自動化建
置及商業運轉計畫,依其規範書中功能要求,已有部份涵
蓋至用戶服務自動化的範圍。饋線自動化可以單獨運轉,
若與AM/FM系統相結合,其效能及商業價值將提高,以
下針對其系統要求功能簡述如下:
監控與資料收集:
1.終端設備資料收集:
(a) 終端設備資料有遠端終端單元RTU、饋線終端單元
FTU、用戶終端單元CTU及資料匯集DCU等,資料收集的
方式有週期性掃描、快速掃描、需求掃描、下載、後備通
訊頻率程序及擾動維護測試等六種方式。
(b) 資料交換:方式有下列三種
(i) 與HDCS資料鏈法交換資料。
(ii) 利用個人電腦區域網路。
(iii) 與AM/FM資料交換,交換方式如下:
28
(1) 關聯資料庫經由結構化語言SQL 來交換資料。
(2) 從配電運轉自動化中建立AM/FM終端設備資料欄。
(3) 從AM/FM系統之圖資轉換至DAS之格式與即時資料重疊。
(c) 電錶遙測錯誤資料刪除。
(d)資料處理:包括類比、數位信號,CPU資料,時間資料,計算
資料、網路運算資料及運算品質改善等,其中計算資料又包含一
般計算、KVA計算、需求能量使用時間計算、改變率及時間計算
等。
2. 故障偵測、隔離和復電[33]:
依其故障又區分為:
(a) 饋線故障。
(b) 變電所故障。
圖十所示為地下饋線各型開關設計示意圖,每個開關皆為四
路開關,幹線之額定電流為600A,分歧線之額定電流為200A,
為實現線饋線自動化自動偵測故障點,隔離故障區及復電一貫作
業。本功能將利用FTU之過電流電驛特性,當故障發生時能根據
電驛動作組態決定故障點,將故障區間加以隔離,同時根據開關
可能電流值,行最佳開關操作策略,透過饋線間之轉供以達到復
電的功能
29
圖十、地下饋線各型開關設計示意圖
30
3. 電容器組控制[34]:
此子系統將與主變壓器之有載可切分接頭(LTC)配合,可
更有效降低線路損失及維持線路電壓品質,此方法可直
接控制線路電容器組適時的投入與切離。
4. 自動讀錶[35]:可讀取用戶需量及電能消耗資料、竊電資料
等。
5. 負載管理[36,37]:
(a) 時間電價:依用戶類別及時間之分別,訂定不同用電
單價,時間又分尖峰和離鋒時段。
(b) 直接負載管理:利用饋線自動化控制中心之信號,直
接控制用戶端之電氣設備ON/OFF,可執行空調設備之循
環控制(Cycling Control)。
6. 變壓器負載調查:可利用此調查確定用戶與變壓器之連接關
係,明瞭相別負載。
31
(7) 故障或維修排程。
(8) 電話報怨系統。
(9) 配電系統分析:
(a) 多使用者分析。
(b) 配電系統模型建立使用。
(c) 配電系統電力潮流分析[38]。
(d) 最佳開關操作:藉由最小化配電線路損失或其它條
件,求解滿足此限制條件之開關操作彈性解。
(e) 短路故障分析:分析故障原因及故障電流。
(f) 自動保護協調:當故障或網路組態改變時,其原失
保護協調之設定值已失效,為應用故障或網路組態改變
後仍護協調設定,可利用徵處理於改變組態時down load
參數至各保護設備,以維持其合理的保護協調。
(10) 容器最佳放置地點之研究。
由以上饋線自動化之功能完成,將可台電於饋線自動
化邁前一步,但由高雄區處AM/FM系統及北市處AM/FM
先導及台中饋線自動化系統其使用系統皆不相同,但要
遻合此系統時,亦不免讓人懷疑其系統相聯之相容性、
可靠度,是否讓這些系統整合投下變數。
32
2-3
較實用之配電管理系統
一個完整的配電管理系統,其功能方塊圖如圖十一,其
中包括整體資訊系統(Distribution Information System, DIS)和
配電運轉自動化(Distribution Automation System DAS),有效
支援配系統規劃設計及運轉等功能,其中配電資訊系統包
含一般之規劃環境,工作單,圖資等,而配電資訊系統又
以AM/FM為核心,故其資料之一致性又是配電資訊系統與
配電運轉系統之最基本之要求。所有設備除其屬性資料外,
更以其座標系統來表示其地理位置及建置電氣設備之網路
連結特性(Network Connedinty Trace)。透過配電資訊系統
DIS及配電運轉自動化系統 DAS之界面連絡系統,配電運轉
部門可由DIS取得各電氣設備網網路架構及設備位置,可輕
易執行配電系統的運轉功能,其運轉資訊如電路開關狀態,
電流負載大小,實功、虛功及電壓等資料亦可透過介面回
傳給DIS,供配電系統規劃線路及設計上作參考。
33
INTERFACED
ONLY
外
界
環
境
資料搜集維護及
輸出管理
規劃
套裝
軟體
規
劃
規劃環境
運
轉
環
資訊
系統
介
面
運轉資訊
系統
境
電腦
輔助
設
計
SCADA
運
轉
人
員
負載管理
緊急運轉
故障呼叫
設計環境
工作
單位
管理
ORERATIONS
ANALYSIS
AND
OPTIMIXATIO
N
圖資
工程師
即時資料
●監控系統
●負載管理
●故障呼叫
EM
S
圖十一、配電管理系統示意圖
34
由北市區處AM/FM先導系統評估報告中,有CPU速度
變緩及資料庫[42-44]以集中式方式處理,於此提出一解決
方法,資料要維持一致性必須要集中式管理,但其餘如設
計、維護、運轉、規劃、工務等其所需之資料並不是要資
料庫全部資料,故其在各部門採用分散式之資料庫。如圖
十二所示為資料庫之分散處理,系統中心有一集中式資料
庫,所有資料內部各有記載,而維護、運輸、工務、規劃
及設計等五大部門皆有其資料庫,其資料應與系統中心集
中式資料庫之資料一致,但其有修改則依系統授權由各部
門之資料最新資料且訂定時間來更新系統中心資料庫之資
料,以使中心資料庫與個部資料庫相鏈結而具有一致資料,
若各部門再使用主機或工作站來作分散式工作處理,可減
少搜尋資料的時間,相對的亦可加速工作站或主機之速度。
35
設計部門
設計
資料
庫
維護部門
集中式資料庫
維護
資籵
庫
備用
AM/FM
資料庫
AM/F
M
資料庫
規劃部門
運轉部門
規劃
資料
庫
工務部門
運轉
資料
庫
工務
資料
庫
圖十二、內部資料庫之分散處理
36
由於每個部門皆有其資料庫,為避免重覆建置及方便進行
資料之互傳,於資料庫的設計上必須採取開放性的系統資
料庫,類似SQL及ODBC之資料庫,才方便於資料之互傳,
更可利用SQL結構化語言,不需依賴圖形資料即可從事資料
設備的統計,亦可從事自動化系統資訊之整合。若採用封
閉式資料庫,則資
料整合勢必非常困難,必須經過重重關卡從內部資料庫擷
取資料後,再由相關媒介傳送出去,其時間延遲可能令人
無法接受,若對配電自動化運轉而言,將受不了這短暫的
延遲,尤其對故障隔離及復電爭取時效時。此種資料庫架
構將無法滿足本項功能需求。
37
配電自動化系統主系統分集中及分散式,對此兩種方式分析
其適用範圍:
一、集中式架構特性[45]:
(a) 易於運轉、維護及備份。
(b) 對大型電力系統而言,通訊設備之投資較為昂貴且易過
載。
(c) 計算機效能會因資料大而有非常遲緩之回應時間。
(d) 計算機或通訊設備故障可能會造成全系統無法監控。
(e) 適用於較小型的配電系統。
二、分散式架構特性:
(a)計算機或通訊設備對故障系統所造成之影響較小。
(b)由小型計算機組成大系統。
( c)資料重覆性高,通訊較複雜。
(d)需要分散式管理系統,其可靠度高。
(e)適用於大型配電系統。
以現在採用之配電管理系統架構皆採用分散式,而集中式是
以往所採用如台電中央調度系統即是,現亦以現有之系統朝
分散式改進,以提高輸配電之運轉可靠度。
38
2-4
配電資訊系統
配電資訊系統之資料包括設備空間資料[46]及設備屬性
資料[47],核心是是以AM/FM為中心,其AM自動圖資系統
設計可分析及處理具有空間關係地理圖形資訊,FM設備管
理則著重屬性資料之管理及運算統計。配電資訊系統一般
採用圖形及屬性資料分開方式處理,現在較常用為以電腦
轉助設計系統(CAD)處理空間資料,並以關連式資料庫
(Relational Database Management System, RDBMS)儲存空間
設備的屬性資料,因此圖形符號與屬性資料必須具備關聯
性,藉由其連結指標之關聯設計以達成圖資查詢,至於其
它維護、設計、規劃,設計之屬性資料維護可藉RDBMS之
結構化語言SQL來從事查詢及統計,提供相關單位使用。
39
於配電資訊系統之配電系統圖幅中,會依設備屬性內
容及功能的差異性,分別儲存於不同的圖層,例如:高壓
饋線、變壓器及開關等電器設備分屬於不同資料類別,因
此應用時可分別定義於不同之層別[48]。其資料又依其定義
分為設備性與非設備性資料。每個層又有其所屬的設備屬
性資料內容及格式,設備性的資料層中皆有其所屬的設備
屬性資料項目內容及格式,其中每一設備圖形均有一設備
屬性資料與之對應。採取圖資分層管理設計的目的,乃在
於方便設備查詢,分層顯示和圖幅之套疊顯示、運算等功
能。所以,設備圖形檔用以表示設備所代表的意義;設備
檔屬性檔則說明設備的內容,兩者同時存在於圖資資料庫
內,其關聯關係利用鏈結指標來完成。然而非設備性資料
層因不需要或是沒有屬性說明之必要,因此僅具有圖形檔
而沒有屬性檔與之對應。如此設計將有效地節省記憶體空
間並能提昇查詢圖資及資料時之處理速度,若與配電運轉
相結合,可減少資料之需求,對配電自動化之運轉將可更
快速。
圖十三為配電資訊系統之方塊圖,其以圖資資料庫支
援設計、規劃、用戶查詢及運轉等功能,亦可以說其為配
電管理資訊系統之資料中心
40
圖十三、配電資訊系統之方塊圖
41
2-5 配電管理系統人機介面
配電管理系統包含配電資訊系統及配電運轉自動化兩個子
系統,配電自動化偏向於運轉方向,配電資訊系統偏向於
系統設計、規劃等圖形行及資料收集方面,自然其需求之
人機面不太相同,當然人機介面設計的愈友善,使用者愈
容易接受,反之,縱使功能再強之系統其人機介面設計不
完善亦不友善,首先使用者不太容易接受此系統而導致使
用率下降,亦會降低此系統之效能。因此,要討論配電管
理系統之人機介面要依其需求加以探討且要配合各應用程
式之需求。
42
一.
於運轉環境下又依其使用的應用程式不同而有所分別,
每種情況皆需配合其應用分析應用程式來要求人機介面,
後敘各種模式人機介面應配合相關應用程式之狀況:
a. 用戶系統模式:其介面需支援故障事故分析、負載控
制及讀錶系統等。
b. 系統監控系統模式:其介面需支援系統警示、趨勢分
析、事故記錄圖面顯示控制,系統狀態處理等。
c.操作運轉模式:其介面應支援即時性應用程式之使
用,如網路架構、系統經濟分析、事故隔離、開關操
作等復電控制等
d.運轉研究模式:支援系統研究,如運轉系統預測網路
及經濟效益分析、可能事故之處理、系統事故模擬等。
二、 於規劃及預測環境下:
支援小區域負載預測[49-51],變電所饋線最佳規劃、檢
修排程,系統運轉可靠度評估等。
三、 於設計工程情況下:
支援圖資繪圖、工作單處理、工作電腦輔助設計等
43
2-6 配電系統資訊整合
為了瞭解事故原因及提高事故處理效率,從圖十一完
整的配電管理系統中觀察得知,AM/FM系統,SCADA系統
及事故處理系統(OMS)之整合已成為資訊互通之必然趨勢,
以迅連排解事故,目前台電皆有在此三個系統,如何使其
資訊整合,亦是重要課題之一。
於規劃AM/FM,SCADA及OMS三者系統整合[52,53]時,
必須瞭解此三系能功能,SCADA系統主要執行台電輸電系
統自動化,從中央調度、區域調度及配電調度(僅含便電所、
並未包含饋線開關),其控制功能主要在於執行遠距離的監
視及控制。AM/FM是設計來管理圖資及設備資料及配合配
電自動化系統規劃運轉,現在其為配電管理系統中之資料
核心,缺其不可。OMS則是以處理用戶來電及故障處理調
度。於整合之過程中最重要一點必須保持資料之唯一性。
所以於各個自動化系統資訊整合中,要避免資料之重覆建
立。於整合系統中,各子系統間資料流動可由子系統不同
之介面來執行。為達成資料之一致性,可由單一控制軟體
來進行資料需求申請與各系統之介面軟體的溝通控制,經
由如此可達成資訊整合的目的,亦可維持資料的順暢流通,
即是藉由資料之分享使各子系統之功能反而加強,互補其 44
它子系統功能之不足。
圖十四為AM/FM SCADA及OMS三個系統資料傳輸互動方塊圖,
其資料如何整合,如下提出說明。
AM/FM
網路資料
故障記錄資料
歷史資料
圖形及設備資料應用
軟體分析所需資料
人工操作資料,建議之開關操作
方式,故障區域
OMS
SCADA
開關操作資料 開關檢知資料
故障區分析
圖十四、AM/FM SCADA及OMS三個系統
資料傳輸互動方塊圖
饋線切換
復電調度
45
一、AM/FM系統與SCSDA系統間資訊結合:
於配電管理系統方塊圖中,運轉自動化之運轉資訊系統與
SCADA具有相輔相成之關係。其資料互傳的首要要求必須
兩者之資料庫為開放式關聯性資料庫,因此兩者皆可配合
最新近之物件導向技巧,加上最近網路網管進行資料傳輸,
其皆以物件導向為依據來傳輸。SCADA與AM/FM間之資料
傳送主要是由SCADA系統以需求(Request)指令的方式向
AM/FM資料要求,經由電腦通訊網路至AM/FM資料庫擷取
資料,當AM/FM系統需要輸電資料時亦可要求SCADA系統
傳送相關資料。SCADA系統注重於即時之控制,而AM/FM
資料庫內儲存大量之圖資,SCADA有時需要地理圖資,而
AM/FM亦需要SCADA於輸配電之即時資料,但其資料互換
之執行項目有很多,但不要太過頻繁,以維持雙方運轉機
能,其資料互傳有下列幾種方式:
46
1. 設定update更新時間,互相更換資料至各自之資料庫,
再各自依資料庫內之資料自行運轉或由控制者直接下
令更新。
2. 採定期性將資料互傳更新。
3. 經由SCADA及AM/FM之資料聯結,將任何永久性變化
網路資料向上反映至相關之資料欄。
4. 藉由開放資料庫ODBC之結構化語言SQL來做資料互傳。
由於新近網路電腦技術之進步,使電腦網路傳輸資料
速度愈來愈快,SCADA及AM/FM系統的資料可以不必
重覆建置,除較為需要格式轉換的資料外,標準的資
料查詢由資料庫管理系統資料查詢介面經由電腦網路
進行,將可維持個別系統之運囀功能,不因資料庫工
作而使效能降低
47
二、AM/FM和OMS系間之資訊整合
OMS系統為一故障相關的資料庫,AM/FM系統資料庫擁有
廣大配電系統設備的相關地理圖資。當故障發生時,
AM/FM系統亦需要經過網路收集其相關的故障資料,以做
為AM/FM之保護協調之用,而OMS則需要從AM/FM系統中
得到相關的地理圖形資料以了解線路架構及故障點附近之
相關地理資訊,以及早對故障區實施隔離,使非故障區儘
快時實施復電。
三、SCADA與OMS系統間之資訊整合
其可利用AM/FM系統提供的饋線結構,加上SCADA即時狀
態資料,再配合OMS經人工加入的資料須能建立「運轉模
式」,正確的運轉有助於各種應用程式之執行與分析,進
而影響區域性及整體性之控制。
OMS提供重要故障予SCADA系統,或經由TCS (trouble call
system)對事故電話的處理而得知故障區域,OMS系統將故
障區域告知SCADA,SCADA系統可藉由相關應用軟體,可
提供饋線經轉供之開關切換操作程序以進入隔離故障區及
復電,而OMS及SCADA之聯繫應採即時通知,且最近新的
SCADA系統已具備故障自動偵測能力,OMS可配合故障區
的估計及提供受影響用戶之資料。
48
2-7 配電自動化系統之通訊要求
配電自動化系統其控制設備之範圍相當廣大,造成通
訊網路繁複,複雜度不亞於電力系統。電力系統為了管理
方便乃採用層級式的管理方式,從中央控制中心往下直到
用戶端,中間透過了不少單位的分工合作。通訊網路系統
為了使其能夠更有效率的建立、擴充且易於變更,亦採分
層式結構方便管理,每層各有各的功能,各司其職。
而今電力公司通訊方法如表一所示,大部使用自己設
立之媒體為其通訊方式。
茲將表一之方法做一簡介:
1. 電力載波(PLC):電力事業對PLC有偏愛,因為它們已應用
於輸配電中有較久之經驗,輸電線載波大約頻率於20KHZ
~300KHZ之間,資訊被編碼後,經由調幅(AM),單邊頻帶
(SCB)調頻(FSK)方式使用載波傳輸,在送信端載波調變後
送到輸電線直到受信端,受信端有一藕合電路將PLC信號與
電力頻率分開,而完成通信。但不幸地,配電線在電力上
由於有大量接點及電氣設備使系統對頻率響應有不同而變
得複雜,這些會嚴重地減弱載波信號,若配電載波對所有
配電自動化體系具有足夠資料速率能力,方能於配電自動 49
化中使用,以確保資料傳輸。
表一、配電自動化系統的通訊方式
通訊方式
信號路徑
電力公司是否控
制
配電線載波
配電線
是
控制
配電線
是
零交越技術
配電線
是
電話線
電話線
外部
無線電
自由空間
是/外物
光纖
光纖電纜
是
50
2. 漣波控制:Ripple控制通訊原理與PLC相似,其採用ON/OFF
線碼載波上導線,Ripple之頻率小於2KHZ,其比PLC之頻率
還低,但其傳送比PLC更有效,但其資料傳送只適用於單向
功能而已,但連波控制必須注意到波之影響,因其執行單向
的功能,很適合於配電自動化中做負載控制。
3.零交越技術:應用在電力線當作訊號通道,以及在60HZ電力
頻率之零交越點時將信號同步產生,由零交越附近取一個窄
的視窗,藉由窄的視窗有效改變零交越,在配電系統中遠方
控制點的偵測器可以偵測到相位移,一連串之位元可以被傳
輸。
4.電話:為一高度成熟之通訊技術,從應用上,電話配電自動
化提供一個高資料速率容量,其使用於雙向溝通,電話線路
花費高,且其通訊品質電力公司並無法掌握,而使得其應用
於配電自動化較不實用。
5.有線電視網路:有線電視系統服務區域主要以同軸電纜當作
信號傳輸之通道,信號放大器,必須放置在系統中,但其區
域有限,且使用為單相通訊,對配電自動化較不適用。
51
6.無線電:無線電於輸電自動化中已廣泛被使用,無線電具有
寬廣的範圍之通訊技術,只需少數或不需要任何硬體的信
號線而能夠實現雙向通訊。無線電依照其頻率又分:
a. 調幅AM廣播。
b. 調頻FM廣播。
c. VHF超高頻。
d. UHF特高頻。
e.微波通信。
f. 衛星通信。
7.光纖:光纖其材質不受電磁干擾且頻寬大,但價格昂貴,適
用於控制中心與端末終端單元之通訊。
除了以上媒介通訊,尚有混合通訊系統,即利用以上二種
通訊組合,以達到具成本效益之通訊需求,因此宜根據配
電自動化各項子功能對通訊品質的需求程度選用合適組合
之混合式通訊系統。
52
以上為台電配電自動化較常採用之通訊方式,通訊方
式是決定其傳送路徑為何,如何傳送資料試則是通信協定。
通訊網路現根據國際標準組織(ISO)所公佈的開放式系統連
接模式(OSI),此模式將通訊所牽涉軟硬體分為實體層,資
料鏈結層,網路層、傳輸層、會議層、應用層,其層別順
序及傳輸如圖十五所示,此分層架構下層通訊必須提供服
務給上層使用,於資料傳送端如包裝一般,每一層皆給一
層包裝直至傳輸媒體,於接收端,則將資料包裝一層一層
拆裝,最後得到傳送之真實資料。若資料量太大,則可將
資料分解再傳送,接收端再將其組合即可。分層架構還允
許單獨地更換某一層的通訊協定,而不影響其它層級的正
常運作,由此採用分層系統具有較佳之彈性。而台電
SCADA系統中只利用到實體層、資料鏈結層及網路層,以
下對此七層之作用說明:
一、實體層:負責提供位元傳送的實體通道,並規範界面
連接方式和機械特性等。
二、資料鏈結層:負責透過一定格式及錯誤控制,保證訊
息能以資料框為單位,在鏈結上可靠的傳送。
53
應
用
層
表
達
層
會
議
層
傳
輸
層
網
路
層
使用者導向
終 端 連 接
導
向
體
層
表
達
層
會
議
層
傳
輸
層
網
路
層
使 用 者
傳 輸 服 務
網路服務
資料鏈結
媒體擷取控
制
媒體擷取控
制
實
用
邏輯鏈結控
制
邏輯鏈結控
制
點對點連接
導
向
應
實
層
體
層
傳輸媒體
圖十五、OSI 模型示意圖
54
三、網路層:負責兩部電腦間連線之建立、維護和終止,
同時負責解決資料的路徑選擇問題。
四、傳輸層:提供可靠兩端點資料傳輸錯誤訊號復原及流
程控制。
五、會議層:提供兩合作系統控制架構控制通信應用之建
立、管理、終止。
六、表達層:提供一般通訊手標準之轉換資料介面及提供
一般通訊服務。
七、應用層:提供OSI環境使用者服務。
OSI系統中愈底下代表愈低階,愈低階則人機介面愈需
要擴充。不管如何,配電自動化的通訊要求如下:
一、可靠度要高。
二、費用經濟、合理。
三、具有雙向通訊的能力。
四、能與故障及停電區通訊的能力。
五、運轉與維護容易。
六、能順應資料流程之架構。
55
第三章
配電自動化系統之個別功能分析
台電目前從事AM/FM之建置大部分於集中配電資訊系統DIS
之範疇,較少於運配電運轉方面之運用,於此針對DAS來探討。
3-1配電自動化功能需求
配電管理系統之配電自動化子一般設於區處較適合,
以22.8KV以下之饋線及變電站為其管轄範圍,圖十六為配
電運轉自動化之方塊圖,其中包含三大部分:一為變電所
自動化,二、饋線自動化,三、為用戶服務自動化,除三
大部分外,若有構跨三大部份或侷限於某地區之需求自動
化的應用程式,於此列入第四類,如:小區域負載預測等,
如下對此四類應具備之功能加以敘述:
56
發電與輸
電
配電系統#2
配電系統#
1
能源控
制中心
監控及
保護
Large
DSG
配電中
心
自動配電系統#3
專家系統介
面
變電所
自動化
通訊系統介
面
饋 線
自動化
區段開
關
監控
及保
護
儀表監視單元
大負
載
Sma1
1DSG
服 務
自動化
住宅區負載
57
圖十六、為配電運轉自動化之方塊圖
一、變電所自動化應具備之功能:
1. 母線自動分隔,以隔離故障、復電及過載監視。
2. 利用主變壓器之LTC及電容器之監控,以建立整體電壓及虛
功之控制,其中包括:
a. 母線電壓控制。
b. 變電所主變壓器循環電流控制。
c. 電壓調整器之控制,以補償負載所造成之壓降,維持系
統負載中心之電壓。
d. 饋線電容器之操作以進行配電系統電壓及虛功之控制,
維持系統電壓及降低系統損失。
e. 變電所並聯電容器之控制。
3. 監視及最佳運轉:
a. 保護及開關設備之監視。
b. 主變壓器及饋線電壓、電流、功率資料之監視及收集。
c. 變壓器負載及損失之最佳化。
d. 主變壓器及饋線過載控制。
e. 停電復電之加載策略。
f. 竊電之偵測。
58
4. 保護系統:
a. 自動復閉設備之控制。
b. 復閉器、熔絲及其它保護設備之自動協調。
c. 母線及重要設備利用差動電驛及低頻電驛作故障保護。
d. 饋線過電流保護。
e. 主變壓器過載及絕緣劣化保護。
59
二、饋線自動化應具備之功能:
1. 饋線自動化資料收集系統其資料來源有:
a. 饋線復閉器之狀態。
b. 電壓調整器之位置。
c. 線路電容器之容量。
d. 饋線開關狀態。
e. 區段開關(sectionalizer狀態)。
f. 故障指示器狀態。
2. 饋線監控之設備有:
a. 饋線復閉器之控制。
b. 電壓調整器。
c. 饋線電容器組之投入與切離。
d. 線路開關之控制。
e. 饋線開關之控制。
60
3. 饋線故障偵測。
4. 饋線故障點隔離。
5. 饋線故障復電。
6. 饋線重組[54,55]。
7. 饋線處功補償控制。
8. 饋線保護協調。
9. 饋線負載最佳化。
61
三、用戶服務自動化應具備之功能:
a. 自動讀表系統(AMR)。
b. 遙控可程式電表。
c. 遙控測試電表。
d. 遙控服務連接/分離。
e. 用戶跳電偵測。
f. 用戶報怨確認。
g. 用戶負載管理[56]。
h. 負載特性調查。
i. 用戶負載預測。
j. 竊電偵測。
62
四、其它應用功能有:
a. 變壓器負載管理。
b. 小區域負載預測[57]。
c. 限電管理系統。
d. 停電管理系統。
e. 配電線路損失分析[58]。
f. 用戶與饋線變壓器連結系統。
g. 變電所負載分析及預測[59]。
h.饋線負載預測。
i.饋線負載及電壓分析。
j.故障電流之計算。
k.重點用戶管理。
63
3-2 配電自動化相關應具備功能現況及可行性評估
配電自動化之方塊圖分成為變電所自動化、饋線自動
化、用戶服務自動化及其餘四大部份之各別應用功能與所
需資料,台電或其它研究是否有進行研究來評定在台電系
統是否有推動之可行性。
一、變電所自動化應具備功能可行性評估
變電所自動化為台電配電自動化中最早實施自動化的
部分,由於輸電自動化中之SCADA系統中已將一次及二次
變電所涵蓋於其內,台電現在之變電所,已是自動化變電,
已不若以往有人駐守工作,僅需少數之工作人員不定時的
進行檢查,或當故障發生時派人去檢修故障,表二為變電
所自動化應具備功能可行性評估表,其中有一半以上之功
能於台電系統中已加入運轉,且其資料可由SCADA系統之
資料庫中很容易取得資料,僅有饋線電容器控制之資料及
竊電偵測資料取得不易,其實饋線電容器做虛功補償維持
電壓已有許多論文加以探討,其資料取得不易,是因為於
於台電要取得饋線口電流等資料容易,但是要取得各饋線
分區之資料則不易,現在一般皆配合用戶特性及用電量來
推估其饋線分區之相關資料,進而進行饋線電容
64
表二、變電所自動化應具備功能可行性評估表
功能
所需資料是
否容易取得
台電或其它機構是
否有過研究
可行性評估
母線自動分隔
容易
有
已上線實施運轉
母線電壓控制
容易
有
已上線實施運轉
變壓器循環電流
容易
有
可行
電壓調整器之控制
容易
有
已上線實施運轉
饋線電容器控制
不容易
有
可行
變電所並聯電容器
容易
有
已上線實施運轉
保護及開關之監視
容易
有
已上線實施運轉
主變及饋線電壓電流功率監視
收集
容易
有
已上線實施運轉
變壓器負載及損失最小化運轉
容易
有
可行
主變及饋線過載控制
容易
有
可行
停電復電之加載
容易
有
可行
竊電之偵測
容易
有
可行
自動復閉設備之控制
容易
有
已上線實施運轉
65
表二、變電所自動化應具備功能可行性評估表(續)
所需資料是否
容易取得
台電或其它機構
是否有過研
究
復閉器、熔絲及其它設備自動協調
容易
有
可行
饋線過電流保護
容易
有
可行
母線及重要設備故障保護
容易
有
已上線實施運轉
主變壓器過載及絕緣為保護
容易
有
已上線實施運轉
功能
可行性評估
器控制,若饋線自動化完成後,經由饋線控制器單元 ( FTU ) 則其資料可
較易且即時的獲得。其次為竊電偵測,台電對竊電亦十分困擾,尤其是
資料取得非常不易,其研究亦少,但對台電而言竊電偵測仍為一可推行
之方案,可是並非那麼急迫,一旦使用自動讀錶系統則其竊電問題即可
迎刃而解。至於變壓器循環電流控制主要原因依主變壓器並聯運轉會有
循環電流控制問題,可藉由控至主變壓器之LTC獲得改善。變壓器負載
及損失最佳化運轉及主變過載控制,此與所供應電力負載有關,台電對
此方面亦較少控制。復閉器熔絲及其它設備保護協調,木前並無法轉供
66
作自動調整。饋線過流保護,台電已有用饋線轉供來減低其電流量。
二、饋線自動化應具備功能可行性評估
饋線自動化為台電近幾年推動配電自動化,研究計劃
之推行亦較密集,目前有北北及北南先導系統為進一步提
升饋線自動化功能,亦規畫台中饋線自動化專案,其中包
括饋線監控,故障提示,故障隔離及負載管理,採用連波
控制空調設備。以及近期台南之饋線自動化專案,都再再
顯示台電對推對饋線自動化之企圖心,表三為饋線自動化
應具備功能可行性評估表,其中資料取得程度以台電目前
系統而言幾乎都很難取到資料,在未推動饋線自動化前,
僅有饋線復閉器狀態偵測、控制及電壓調整器,可取得資
料,因為SCADA系統有將這些設備納入監控及控制,且現
已納入運轉中。在台電或其它機構是否有相關研究,國外
已有饋線自動化之系統設置完成,更將饋線自動化之觸角
擴大至用戶自動化之範疇,於饋線自動化中之饋線故障點
偵測、隔離及復電,台電如今在未完成配電自動化前,架
空線路使用傳統方法來處理,當饋線有故障產生,饋線復
閉器首先復閉,若復閉器未跳脫,則故障解除,若連續三
次復閉器都跳脫則有故障遭遇,其傳統方法對饋線偵測,
隔離,復電如圖十七之步驟將故障排除、隔離、復電等流
程來實施如下為十個步驟:
67
表三、饋線自動化應具備功能可行性評估表
所需資料取得程度
台電或其它機構是否
有相關研究
饋線復閉器之狀態
容易
有
己實施運轉
電壓調整器之立置狀態
容易
有
己實施運轉
線路電容器容量
不容易
有
可行
區段開關狀態
不容易
有
可行
故障指示狀態
不容易
有
可行
變壓器分接頭狀態
不容易
有
可行
饋線復用器控制
容易
有
己實施運轉
電壓調整器控制
容易
有
己實施運轉
饋線電容器之切入及分離
(動態)
不容易
有
可行
區段開關之控制
不容易
有
可行
饋線開關之控制
不容易
有
可行
饋線故障點偵測
不容易
有
可行
饋線故障點隔離
不容易
有
可行
功能
可行性評估
68
表三、饋線自動化應具備功能可行性評估表(續)
功能
所需資料取得程
度
饋線故障點復電
不容易
有
可行
饋線重組
不容易
有
可行
饋線虛功補償控制(動
態)
不容易
有
可行
不容易
有
可行
不容易
有
可行
饋線保護協調
饋線負載最佳化運轉
台電或其它機構
是否有相關研究
可行性評估
69
圖十七、傳統方法對饋線故障偵測、隔離及復電
70
a.故障發生,且發生於S2及S3之間。
b. 斷路器CB跳脫,所有區域開關順復常開狀態OPEN。
c. 斷路器CB投入,CB故障跳脫。
d. 區域開關S1投入,CB故障跳脫。
e. 區域開關S2投入,故障產生。
f. 斷路器再次跳脫,所有開關OPEN,確定故障點,並使附近
開關S2、S3之間。
g. 斷路器CB投入。
h. 區域開關S1投入。
i. 連路開關S5投入。
j. 區域開關S4投入
其中(b)~(e)為故障偵測,(f)為故障隔離,(g)~(j)為故障復
電,此為傳統方法,但其三者皆相連處理故障,一旦饋線自動
化完成可由FTU直接偵測故障點,再利開關一次完成隔離復電
之程序,可於短時間完成,大幅提升供電可靠度。
71
饋線重組於北市區處之AM/FM先導系統為十個應用功
能之一,其利用中正區五個變電所七十二條饋線為測試範
圍,此應用程式,其必須從SCADA中取得資料配合用戶負
載特性再推估各分區之負載以做負載最佳化之饋線重組之
參考。至於饋線保護協調有其重要性亦關係到低壓用戶用
電品質之評量,故有其需求之必要性,至於饋線虛功補償
台電目前僅有固定式之電容器補償及隨時操作之可切換式
電容器。未來自動化完成,將可增進操作彈性。整體而言,
以現有之台電系統只要饋線自動化建置完成,表上所列應
用程式功能皆可於短時間內上線。
72
三、用戶服務自動化應具備功能可行性評估
用戶服務自動化為低壓部份且服務範圍最廣泛,亦是問題
最多的部份,此方面自動化亦是最複雜、最不容易之事,表四為
用戶服務自動化應具備功能可行性評估:
以自動讀表系統、可程式遙控電表,遙控測試電表等功能,現在
國外已有現成之智慧型電表如PSI、Sangamo等多家電表具備此
功能,但其售價非常高,若每戶皆要改換此種智慧型電表台電投
資將非常龐大而不可行且不符合經濟效益的原則。另一種方法是
利用現有電表加以改裝,但改裝後之功能未如外國智慧型電表佳,
但其投資成本節省,相對於勞力成本投資將較購外國智慧配電錶
為高,且可靠度及週邊設備配合度亦需加以考慮。目前工研究亦
正開發適合台電配電系統用戶服務自動化之電錶。遙控用戶服務
連接/分離於台電系統已有測試研究,最初利用此功能從事空調
系統連接/分離以調節尖峰負載,且已獲致不錯之成果,可有效
降低尖峰時段之負載量,此控制方法利用連波控制,圖十八為美
國SCE公司負載循環[60]控制圖。用戶跳電偵測,最近台電與國
立中山大學則有一個用戶跳電偵測及故障點偵測之計劃,可做為
用戶擾動偵測之參考。負載調查為建立各種類別用戶之負載特性,
各類別負載用戶皆依季節時間不同而不同,如其日負載曲線,月
負載曲線等皆可以給各個應用程式參考運算,
73
台電已與國立中山有學及國立高雄科學技術學院分別
進行二個階段之負載特性研究案,採用智慧型電表,配合
經抽樣理論抽樣選取各類別之用戶,進行實際裝錶,實際
測試,得其負載特性。用戶負載預測若有各類別用戶之負
載特性及成長率,則可預測用戶負載,若配合各用戶使用
電器之時段類別其預測值可能更精確,若用戶服務自動化
完成後將可大量節省人力,尤其讀錶人力將可完全消失,
具有經濟效益,相形其投資效益亦不可忽視。用戶報怨電
話確認並與區處巡修股配合已於高雄區處試辦成功,可於
短時間搜尋故障點,台北區處AM/FM先導系亦試辦11.4KV
高壓TCS系統亦相當有成效產生,對重點用戶之管理尤其有
重要的意義。
74
表四、用戶服務自動化應具備功能可行性評估表
台電或其它機構是否有相
關研究
可行性評估
功能
所需資料取得
程度
自動讀錶系統AMR
不容易
有
可行
可程式遙控電表
不容易
有
可行
遙控測試電表
不容易
有
可行
遙控用戶服務連接/分離
不容易
有
可行
用戶跳電偵測
容易
有
可行(計劃執行中)
負載特性調查
容易
有
可行(計劃執行中)
用戶報電話確認
容易
有
已實施運轉
擾動偵測
不容易
有
已實施運轉
用戶負測預測
不容易
有
可行
竊電偵測
不容易
無
可行
75
用戶資訊
系統
終端機
Terminal
ECC
印表機
硬碟儲存
主機
Terminal
Off-Site
軟碟儲存
數位信號
產生器
1850HZ
超高頻無線電
1550HZ
超高頻無線電
控制設備/無線
電交換
控制設備/無
線電交換
用戶空調機組
用戶空調機組
圖十八、美國SCE公司負載循環控制圖
76
四、其它配電自動化所應用功能評估
此項應用程式一般皆跨足上面自動化之中二個以上,
又是配電自動化所必須具備之應用程式,可分析配電自動
化之效能,朝更佳化之運轉邁進,表五為其它配電自動化
所需應用功能可行性評估表。以資料取得而言,只有重點
用戶管理己在台電資料庫內,因此其資料非常容易取得,
其餘如變壓器負載管理,小區域負載預測、限電管理系統,
停電管理系統,饋線負載及電壓分析,皆與用戶與饋線連
結關係為有關,若有此連續關係再配合饋線自動化之資料,
則其餘應用功能可迎刃而解,於國內,台電與國內大學亦
有配電線路損失分析及饋線電壓分析等研究案,雖有成效,
但其先前前置之饋線資料整理耗時且繁雜,若經由配電資
訊系統中利用各設備之電氣聯結以成立一資料檔,則可容
易分析以上功能,亦可以於最少時間完成最多之事情。圖
十九為國外CP&L電力公司配電自動化系統及圖二十為國外
ATHENS電力公司配電自動化試驗系統圖。
77
表五、其它配電自動化所需應用功能可行性評估表
所需料取得程度
台電或其它機構是否有
相關研究
可行性評估
變壓器負載管理
不容易
有
已實施運轉
小區域負載預測
不容易
有
可行
限電管理系統
不容易
有
已實施運轉
停電管理系統
不容易
有
已實施運轉
配電線路損失分析
不容易
有
已實施運轉
用戶與饋線連結系統
不容易
有
可行
變電所負載分析及預
測
不容易
有
可行
饋線負載及電壓分析
不容易
有
已實施運轉
故障電流
不容易
有
可行
重點用戶管理
容易
有
已實施運轉
功能
78
變電所配電匯流排
DATA
SET
中央場站
通訊控
制器
DATA
SET
Camer
Transceiver
Signal
Coupling
Unit
電
容
器
傳輸連接單元
Primary Coupling
(PCA)Assembly
配電
變壓
器
Ground Why
Capacitor
Bank
主要
連接
組合
負載管理
終端機
負載管理
終端機
Camera
Repeater
負載控
制單元
配電控制
終端機
Camera
Blacking
Unit
CBU
RP1
受控制
負載
Meter
受控制
負載
圖十九、國外CP&L電力公司配電自動化系統
79
通訊控制
中心
用戶電話線
電話線
變電所信號
加入單元
變電所遙
測中心
電力線
POLETOPUNIT
(PTU)
配電控制
接收器
配電饋線
遙測單元
58PTU
17DCR
8DISTRIBUTION
用戶負載控制
接收器
用戶負載服務
電錶
2100LCR
電
錶
200SM
80
圖二十、國外ATHENS電力公司配電自動化試驗系統圖
3-3配電管理系統之配電自動化及配電資訊系統推
動之順序及時程
依功用建立配電資訊系統,但要建立配電資訊系統時,
其所需建立之資料必須將配電自動化所需資料納入,才能
彰顯其成效,若未建立配電資訊系統即推動各應用程式之
開發則會形成自動化島之情況一般,各自為政無法整合,
若配電自動化應用程式與配電資訊系統同時建立,必須規
劃與配電資訊系統及配電運轉自動化直接鏈接程式才能確
保其運作更快速順暢。至於推動之順序及時程,若以投資
效益並考慮回收效益及台電目前之狀況,因近幾年來台電
備載容量受環保影響無法增加的情況下,除配電資訊系統
必須儘快建立之外,另就配電自動化中可先由變電所自動
化、饋線自動化、用戶服務自動化先後推動,但必須強調
其資料庫之運作,必須相容。
81
第四章 配電自動化可靠度及產出效益
4-1配電自動化系統可靠度
針對配電系統可靠度評斷,可觀察性之配電自動化之
事故歷史資料,記錄其因果關係,收集相關之扼要資訊,
利用此資訊來改進或預測即設系統之效能。一般利用收集
歷史之事故資料來進行可靠度分析,其意義是在確定過去
時間配電系統可靠程度,如下利用服務中斷來指示此系統
之效能指標,一電力系統之用戶有經驗其遭受重大損失時
是因為電力中斷所造成,所有用戶需要一高品質及高可靠
度之電力供應,因此電力公司必須用配電自動化改進供電
者之電力品質及可靠度。
82
於此競爭的環境裡,對電力公司而言,如何評估投資
成本與改進可靠度及電力品質遂成其重要問題,然後由相
互間得到合理報之成本投資效益。如圖二十一為投資成本
與可靠度之關係圖[63],其間顯示用戶供電中斷成本曲線、
公司投資成本曲線及可靠度三者之關係,其平衡點為A線,
可使其於經濟點運轉,故其合理投資成本位於A線之左側,
A線右側為不合理之投資其會增加投資成本。為求供電中斷
成本,利用Duke Power Company抽樣調查用戶所得[64-66],
表六為無預警通知之用戶事故損失成本,由表中得知對於
配電自動化或非自動化系統,若有中斷則其事故損失成本,
以每事件來論,工業用戶損失最嚴重,而以住宅用戶最輕
微,若用戶以 kwh 計算,則商業用戶最嚴重。其事故又分
是因發電或是配電所造成由結果得知,配電所造成的事故
所損失的成本較發電嚴重。以上之損失成本皆是無預警之
事故發生,若是預先警告則用戶之是故損失可較小,如表
七所示為無預警通知與預先通知用戶事故損失成本比較表
83
投
資
成
本
總成
本
A
公司
投資
成本
用戶
成本
可靠度
圖二十一、投資成本與可靠度之關係圖
84
以功電可靠度而言,大商業用戶及大工業用戶要求將
近完美的供電可靠度,而一般較小規模之商業及工業用戶
其要求可靠度較住宅用戶高,圖二十二、圖二十三表示住
宅用戶及商業用戶一年內所能忍受長時間事故及短時間事
故之次數,由圖二十二中可得知二者比較得知住宅用戶有
較低長事故之供電可靠度需求,圖二十二中用戶百分比於
50時,其每年所能接受事故之次數低高二次,但商業用戶
則低於二次。
根據以上分析我們可以探討不同用戶類別對供電服務
之滿意度,住宅用戶之滿意度與正常之可靠度較無關係,
只要長時間事故停電不多則其滿意度高,但其它如商業用
戶,工業用戶其滿意度與可靠度成正比,不因其為長時間
之事故或是短時間之事故而受影響。以上針對時間長短來
探討損失成本及滿意度。
85
表六、無預警通知用戶事故損失成本一覽表
發電事故之平均事故成
配電糸統事故平均事
故成本
住宅用戶
每戶事故損失成本
尖峰時段每kwh損失成本
US$4.91
US$1.88
US$5.39
US$2.07
商業用戶
每戶事故損失成本
尖峰時段每kwh損失成本
US$604.19
US$21.02
US$1317.21
US$45.82
工業用戶
每戶事故損失成本
尖峰時段每kwh損失成本
US$4443.00
US$3.6
US$9403.5
US$7.6
市場區格
表七、無預警通知與預先通之用戶事故損失成本比較表
有通知停電
無通知停電
大商業用戶
US$14,574
US$22,506
大工業用戶
US$26,582
US$46,695
用戶別
86
用戶百分比
100
90
80
70
60
50
住宅
商業
4
030
20
10
0
1
2
3
4
5
每年所能忍受長時間事故次數
圖二十二、長時間事故用戶接受次數
87
100
住宅
商業
40
50
用戶百分比
80
60
40
20
0
10
20
30
每年所能忍受短時間事故次數
圖二十三、短時間事故用戶接受次數
88
以下有一些效能指標可用來評估可靠度,但這些效能指標是
利用停電事故的次數來評斷。
效能指標可由年度平均事故時間,來探討事故對用戶影響程
度,其效能指標定義如下,由效能指標計算之值可評斷系統
可靠度。
1. 系統平均事故頻率指標(SAIFI,system average interruption
frequency index) :一年之中系統平均事故次數,由次數計算
每個用戶之事故數。
一年中全部事故之停電戶數
SAIFI=
服務的用戶數
2. 系統平均事故期間指標(SAIDI,system average
interruption duration index):計算每個用戶之事故時間平
均有多長。
用戶事故期間時間加總
SAIDI=
服務的用戶數
89
3. 用戶平均事故頻率指標(CAIFI,customer average
interruption frequency index):計算受影響用戶之年度事故
中斷次數。
一年中全部事故之停電戶數
CAIFI=
受影響用戶數
4. 用戶平均事故期間指標(CAIDI,customer average
interruption duration index):計算中斷用戶每次停電之平均
時間。
用戶事故中斷時間
CAIDI=
中斷用戶數
5.平均服務指標(ASAI,average service availability
index):計算需求與供給之間差異。
用戶服務時間加總
ASAI=
用戶需求時間
90
6. 平均負載中斷指標(ALII,average load interruption index):
計算供電中斷用戶之停電平均負載量。
ALII=
全部中斷負載容量
全部連接戶數容量
7. 用戶平均停電量指標(ASCI,average system curtailment
index):計算每個用戶之事故縮減容量。
全部用戶負載縮減量
ASCI=
用戶數
8. 用戶平均縮減指標(ACCI,average customer curtailment index)
負載容量停電
ACCI=
受影響用戶數
91
舉例來說明前八個指標,此說明範例系統為國外之系統,其中
包括六個負載匯流排,以下為其基本及計算資料:
表八、系統聯接用護基本資料表
匯流排
用戶數
連接負載(KVA)
1
1000
4000
2
600
2000
3
700
3500
4
1000
5000
5
800
3200
6
900
3300
總合
5000
21000
92
表九、事故計時資料表
被中斷之
匯流排
中斷用戶
數
1
1000
4000
2.0
5
400
1600
0.5
2
3
350
2500
1.0
3
5
800
3200
1.5
255
11300
中斷模式
1
總合
連接中斷
之容量 期間(小時)
(KVA)
其中受影響之用戶數為2150戶
93
表十、用戶中斷期統計表
被影響
之匯流
排
被影響
之用戶
期間(小
時)
用戶累計
時間
1
1000
2.0
2000
5
400
0.5
200
2
3
350
1.0
350
3
5
800
1.5
1200
中斷模式被
影響之匯流
排
1
總合
3750
94
表十一、負載縮減時數計算表
中斷模
式
1
中斷匯
流排
中斷用 中斷負
期間
戶數 載(KVA) (小時)
KVAH
1
1000
4000
2.0
8000
5
400
1600
1.0
800
2
3
350
2500
1.0
2500
3
5
800
3200
1.5
4800
總合
11300
16100
95
1.
SAIFI系統平均事故頻率指標=
一年中全部事故之停電戶數
服務的用戶數
=2550/5000=0.51中斷/用戶
用戶事故期間時間加總
2 SAIDI系統平均事故期間指標=
服務的用戶數
.
=3750/5000=0.75小時/用戶
3.
CAIFI用戶平均事故頻率指標=
一年中全部事故之停電戶數
受影響用戶數
=2550/2150=1.19中斷/用戶
96
4.
CAIDI用戶平均事故期間指標=
用戶事故中斷時間
中斷用戶數
=3750/2250=1.47小時/用戶
5.
ASAI可獲平均服務指標 =
用戶服務時間加總
用戶需求時間
=(5000*8760-3750)/(5000*8760)=0.999914
6 ASUI失去平均服務指標 =
用戶中斷服務時間加總
用戶需求時間
=3750/(5000*8760)=0.000086
97
7.
ASCI系統平均縮減指標
全部用戶負載停電
=
用戶數
=16100/5000=3.22kvaH/用戶
負載容量縮減量
8 ACCI系統平均縮減指標
.
=
受影享用戶數
=16100/2550=7.49KVAH/用戶
以上計算,其由兩方面著手計算其指標,一為電源端,
一為用戶端,往往由用戶端所計算之結果較供應端為大,因
此用戶端之可靠度需求提高亦勢所難免。自動化實施之後,
不敢保證其事故次數會減少,但其事故時間勢必因自動化而
縮短,故其有較佳的效能指標。
98
4-2 配電自動化投資成本與產生效益
配電管理系統為一龐大之系統,投資建置必須考慮如下之
工程經濟因素:
1. 最少的冒險。
2. 最佳排程效能。
3. 最佳的開放系統。
4. 最佳的解決之道。
5. 最佳的技術。
6. 整體最佳效能。
7. 最佳生命週期價值。
8. 最佳維修環境。
圖二十四為CP&L配電圖資及設備管理系統之成本效益圖,
其建置初期前分段投資操作及維護較多,而後半期系統穩
定後則投資成本較少,但是其產生效益則由初期之不明顯
而逐漸變大,完成後之效益將最大,因初期置需求資料大
多,且未完全上線,故其成本效益不大,但其完成之後僅
需少量之維護,但其實際運轉可獲致較大效益。
99
圖二十四、CP&L配電圖資及設備管理系統之成本效益圖
100
由國外實施AM/FM後之效益可知:
1. 對自動化圖資的傳統圖資可獲利潤/投資比
(B/C;Benefit/cost)為3:1。
2. 單獨使用在電腦輔助設計(cad)與更新所獲得利潤/投
資比為1:1。
3. 電腦輔助設計配合使用在工程管理及規劃上其利潤投
資比為2:1。
4. 因應AM/FM軟體運轉開發出具實用性的關聯性資料
庫系統加以整合達到所謂資源共享,則投資的回收
將可達到利潤/投資比4:1。
5. 對不不完整的人工圖資作業系統而言,本軟體效益可
達利潤/投資比7:1。
6.利用AM/FM圖資出圖可節省人工時間之50%。
台電北市區處先等系統已完成兩年其中有十個應用
軟體,其
101
中表十二為用戶停電管理與人工作業之比較及效益分析。
表十二、用戶停電管理與人工作業比較
電腦作業
效益分析
人工作業
1.用戶查詢停電原因須由人工一
一過濾。
1.自動分析停電原因。
1.可節省服務中心人力及查詢
時間
2.查詢停電之原因須翻閱多項文
書資料。
2.簡單keyin,立即顯示停電
之詳細資料準確告知用戶。
2.同上
3.由人工填寫各種有關停電之資
料。
3.自動記錄及列印各種有關
停電之資料。
3.減少調度員文書作業時間有
助於調度之加強
4.各種有關停電所需報表須由人
工填寫。
4.只要於「配電事故輸入記
錄表」輸入有關資料即可產
生目前所需報表。
4.減少調度員文書作業
5.由人工判斷事故原因及地點。
5.自動分析判斷可能事故原
因及地點。
5.可提高判斷事故原因及地點
之準確,以縮短復電時間。
6.由人工估計停電用戶數。
6.選取停電用戶數時,則算
動顯示出來。
6.可節省人工估計時間。
7.由人工填寫負載轉供開關操作
順序表。
7.自動列印負載轉供開關操
作順序表。
7.可減少人工填寫時間及降低
人為錯誤。
102
表十二、用戶停電管理與人工作業比較(續)
電腦作業
效益分析
人工作業
8.由人工分析工作停電之
安排是否恰當。
8.自動分析工作停電之安 8.可減少人工查詢時間及
排是否恰當。
降低人為錯誤。
9.各搶修人員之搶修狀況
由人工掌握。
9.各搶修人員之搶修狀況 9.可加強調度功能,提高
由電腦掌握。
搶修效率,以提升服務品
質。
10.事故停電重要用戶不易
掌握,難以優先處理。
10.事故停電重要用戶戶 10.加強對重要用戶之服務。
數自動顯示,以便處理。
11.以人工查詢目前及預定
工作停電日期、範圍及影
響用戶數。
11.可直接查詢目前及預
定工作停電日期、範圍
及影響用戶數。
11.減少向各相關單位查詢
時間各單位答覆時間。
103
4-3 配電自動化效益分析
何效益之產生皆分有形效益及無形效益,遂將自動化
效益分述如下:
一、有形的效益
a. 投資成本
1. 延緩發電廠之興建。
2. 增加輸電系統之容量。
3. 延緩變電所之需求。
4. 增加主變壓器之容量裕度。
5. 延緩饋線之建造。
b. 避免供電中斷
1. 快速之停復電,增加收益。
2. 減少工程人員故障定位及復電之時間。
c. 用戶
1. 減少用戶供電之抱怨。
2. 改善用戶供電之可靠度。
104
d. 系統運轉之節省
1. 由於自動遙控抄錶,增加公司之現金調度。
2. 電壓控制以節省電能消耗。
3. 改善工程及規劃之品質及效率。
4. 維修費用之降低。
5. 尖峰負載轉移節省發電燃料成本。
6. 減少人工抄錶費用。
7. 節省設備操作成本。
8. 減少因竊電造成之損失。
e. 改善系統運轉
1. 保護協調若因系統架構改變,可以搖控調整其設定值
2. 系統緊急情況時,操作員有較精確的資料,可供參考。
如故障前開關之負載量,可判定系統之轉供能力。
3. 系統設備故障之檢測。
4. 系統之組合,可利用開關之操作,以降低系統損失。
105
二、無形之效益
a. 提昇服務品質及公司形象。
b. 可配合國士資訊計劃。
c. 資料互通,資源共享。
d. 圖資系統更具時效性及正確性。
106
5-1結論
第五章結論與建議
配電管理系統要建置發展之系統規模,依公司之性質及政
策而定,其間差異頗大,由於配電管理系統涵蓋範圍極為廣泛,
而其整體系統之建置又必須投注相當龐大之人力、物力。因此必
須妥善規劃其推動策略,及系統建置流程,能配合其資料收集及
維護的難易度,其支援目前台電應用功能執行,在合理的投資效
益及可行性之考量下,逐步加以推動。同時為支援各種應用功能
其整體配電資訊系統又必須採系統性之規劃,以使其具備未來之
擴充性,並能逐年建置其資訊系統有效支援配電管理系統各種應
用功能,配電管理系統特性充分掌握,精確的效益評估及正確的
系統架構及裝置選擇是配電管理系統成功的關鍵。以台電目前之
狀態已完成發電,輸電系統中央調度之自動化,但近年來電腦軟
硬體技術的大幅進步,故推動配電管理系統應是適當時機。因此
配電管理系統之配電資訊系統建立後,以饋線自動化再配合用戶
服務自動化來推行其配電管理系統之行程。為推導配電管理系統
107
發展策略,本計畫已完成下列工作項目:
(1) 國外配電管理系統資料收集及各應用功能自動化之成本效
益評估模式。
(2) 收集台電公司目前規劃,設計、運轉及維等應用功能之執
行方式和所須資料。
(3) 分析各種應用功能自動化所需資料之配合程度,探討其自
動化之本益比和可行性。
(4) 討論配電自動化可靠度效能指標、用戶滿意度、事故損失
成本,分析各種應用功能自動化所需之資料,並加以整合。
建議可行之整體配電管理系統之架構。以自動圖資及設備
管理為基礎之資料庫系統為核心之配電資訊系統,以支援
其他運轉應用程式之執行。
108
5-2建議
推動配電管理系統是一極為龐大且複雜的工程,其推動的
流程及方式必須妥善加以規畫,從投資成本效益、資料取
得及維護之難易與可行性方面加以評估,則其成功之機率
愈大,茲列舉下列幾點建議供台電推動配電管理系統之參
考。
一、專則機構:推動配電管理系統所需技術層級較高且須有完
善的規畫並考慮台電系統特性,因此台電應比照電控會,
成立一專則機構負責推動各區處之配電管理系統。
二、人員訓練:應培養本土技術人才,配合教育訓練,培養配
電管理系統相關人才。
三、擴充區域資料蒐集及正確性:於配電資訊系統中,建置時
儘量使資料正確,必要時採用普查方式進行。
四、採分散式資料庫來協助運轉:因集中式資料庫所有之動作
皆要資料庫上搜尋資料,會造成回應緩慢之情況,若採用
分散式資料庫,刖可避免以上之情事發生,保持主機及資
料庫之效能。
109
五、相容性系統:因各系統不一致,於建置或擴充時,要考慮
彼此間介面及相容性。
六、建立配電管理系統資料庫標準作業程序,使資料更新及資
料交換能按照規定程序辦理,以維持資料之一致性及準確
性。
七、整合電腦化系統加強用戶服務,提高服務品質。
八、妥善訂定網路通訊規範。
九、根據台電特性及配合主客關條件,詳細擬妥配電管理系統
各項子功能的推動時程。
110
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122
附錄-1 變壓器管理系系統流程圖
123
附錄-2 工作停電系統流程圖
124
附錄-3 事故停電系統流程圖
125
附錄-4 負載計算作業流程圖
126
附錄-5 電氣連結性追蹤作業流程圖
127
附錄-6 開關切換作業流程圖
128
附錄-7 用戶與饋線連結系統流程圖
129
附錄-8 修改圖資系統流程圖
130
附錄-9 圖資展示作業流程圖
131
附錄-10擷取圖資、更新圖資系統流程圖
132
附錄-11出圖作業流程圖
133
附錄-12語音停電查詢作業流程圖
134