本文探討台灣智慧電表與先進讀表基礎設施（AMI）的應用與發展，解析其背後的技術架構，以及對未來電力系統的深遠影響。
文／曷歇
在數位轉型浪潮下，台灣電力基礎設施正經歷重大變革。台電近年來正如火如荼地把安裝在用電戶的機械式電表換裝成新一代的智慧電表，智慧電表與 AMI（Advanced Metering Infrastructure）先進讀表基礎設施的結合，正在改變我們的用電方式和電網管理模式。
智慧電表：新一代電網的數據終端
一如絕大多數的智慧裝置一樣，「智慧」一詞並不是裝置本身具有智慧，而是代表該裝置具備連網功能。智慧電表在具備連網能力後，能將用電資料即時傳輸至電力公司。相較於傳統電表僅顯示累積用電量，智慧電表透過連網功能實現數據自動收集與傳輸，為傳統只負責電力傳輸的電網添加「數位神經」。
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智慧電表相比傳統電表的主要優勢：
‧自動讀表，免除人工抄表
‧提供更即時的用電數據（台電現行智慧電表為每 15 分鐘讀一筆資料）
‧遠端監測電力狀況
‧建立雙向通訊，提升管理彈性（如隨選讀表、遠端韌體更新等）
台灣智慧電表從 2008 年起先在大型工業和商業用戶做有限部署，後來於 2017 年啟動「智慧電表建置計畫」，已在 2024 年底部署超過 300 萬戶，並預計於 2030 年前達到 60% 以上的住宅覆蓋率。
AMI 系統架構
- 感測層
配置於用電戶的智慧電表，負責基礎用電資料的收集；台灣的智慧電表符合 DLMS/COSEM 國際標準。 - 網路層
目前台灣 AMI 得標廠商在電表的 FAN（Field Area Network）場域網路通訊模組所採用的通訊技術：
‧RF Mesh（無線網狀網路）：具有硬體單價成本較低的優勢，但資料無線傳輸的距離較短，需要較多匣道器（gateway）
‧Weightless：專為物聯網設計的低功耗網路技術
以上非 LTE 技術都需要另外布建收集電表資料的 DCU（Data Concentrator Unit）資料集中器。附圖為安裝在路邊變電箱旁的 DCU（裝在防水保護殼內）
- 4G LTE：利用現有電信網路基礎設施，採用的 LTE 技術以 NB-IoT 為主，唯獨中華電信以 LTE-M 為主
這些技術選擇基於台灣的地理環境和城市電表的密度特性。
- 數據層
各家 AMI 得標廠商必須建置 HES（Head End System）頭端系統，進行電表資料的處理、儲存和分析，並將 HES 的電表資料傳送到彙總所有資料的 MDMS（Meter Data Management System）電表資料管理系統。 - 應用層
智慧電表的資料應用有兩個面向：
(1) 台電利用透過 FAN 通訊模組（台電主動布建）收集到的電表資進行分析及應用：這是目前 AMI 的主要布建重點，主要在讓台電可以獲取較即時的用電資料，了解用電模式和趨勢，精確規劃電力供應。進一步透過雙向通訊功能，在電力高峰期實施需量反應（demand response）計畫，緩解電網壓力。也因為有更多的電網即時數據，台電得以優化電網的運行參數，提高供電可靠性。另外在少數情況下，可以快速識別和定位電力損失，解決技術性損失或竊電問題。
(2)用電戶透過 HAN（Home Area Network）家戶網路通訊模組及其服務提供商對自身家戶的用電情形有更即時的掌握；不過由於 HAN 模組是由台電核准的廠商提供，並不由台電主動安裝，所以目前布建數量尚不多。由於市場規模還不大，目前的應用也較少，待日後更多廠商加入市場良性競爭，相信會有更多對用電戶有用的應用場景。
除了以上的應用之外，智慧電表及 AMI 系統在未來還可以跟再生能源整合，促進綠能利用；運用大數據和人工智慧深化用電分析，提供精準預測和管理建議；並支援更靈活的電力市場，如分時電價、即時電價等，以優化電網的資源配置。
結語
台灣的智慧電表和 AMI 系統發展與歐美先進國家並駕齊驅，為能源數位化轉型奠定良好的基礎。隨著再生能源在台灣電力供應的比例逐年提高，電網的韌性日趨重要，而這就必須靠智慧電表及 AMI 系統來達成。
未來，隨著技術進步和應用深化，連網電表和 AMI 系統將在台灣能源轉型和永續發展中扮演更重要角色，建立更智慧、更高效、更可持續的電力生態系統。
(本文授權非營利轉載，請註明出處：CIO Taiwan)
