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欧日台厂结盟打造智能配电盘
现代绿能配电系统创新局
[作者 陳念舜]   2021年06月02日 星期三 浏览人次: [3241]

回顾2021年4月台湾才刚跟进欧美等全球128国,信誓旦旦宣称将附和2050年净零碳排目标後,5月旋即连续发生跳电、停电事故,事後检讨报告除了直指人为失误操作,却也无法否认再生能源供电不稳的事实,频繁变动操作将形成对於电力设备的严苛考验。


尤其现代每楝建筑都免不了设置配电盘等传统电力设备,差别只在容量大小不一,大者如长期处於工厂、电厂端的高压应用、小者如一般住宅的中/低压设备等,但以往这些电力设备可能须要连续24小时不间断操作直到线路烧毁,恐发生跳电、失火等重大事故。如今则能透过物连网(IoT)技术彼此沟通,自我监测温度、电力资讯或人员是否安全操作等,及时线上监测并预警,随着近年来再生能源产业潮流发展,电能转换及储能系统的完备度也愈显重要。


否则,就如台湾在5月13日下午2时37分发生的兴达电厂变电站事故,即由於台电综合研究所员工为了配合兴达电厂输电线路容量扩充工程,在高雄市路北超高压变电所进行要加入系统前的完工测试时,将原来该操作的3542号隔离开关误触成3541号开关,造成汇流排接地事件,导致电压骤降,兴达电厂4部机组及通霄电厂部分机组跳机的结果,就是当天全台约400万户大停电5.5小时的重大事故。


依台电事後回应外界质疑,为何停电耗时如此之久?除了强调是基於电网自我保护的低频卸载机制,还归咎为下列原因:


1. 原来预测五月中旬尖峰负载为3,500万??,但当日最高尖峰负载约3,670万??,比预测值多出170万??;


2. 传统火力发电的林囗电厂3号机、麦寮电厂3号机及核3厂1号机均依正常规画岁修,以便应对接下来的夏季用电尖峰,约影响240万??供电能力;


3. 估算再生能源的太阳光电、风力,当时已分别比预测值少发电30万??、25万??的误差;


4. 由於今年水情不隹,为配合节水措施无法全力发电,导致最能马上支援发电的水力机组减少供电180万??。


让经济部次长曾文生也不得不解释:「今天当我们面对到所有最坏状况都交叠在一起的时候,我们可能真的应付不来。」


可见因为再生能源发电不如预期,突显了纳入备转容量率之不足,台电在难为无米之炊的情况下调配供电系统会有多麽脆弱,只要有任一电厂发生事故,就会造成轮流供电(停电)事故,相隔4天再发生的5月17日停电事故也不让人意外。


当天由於兴达电厂燃煤1号机故障,丧失50万??电力,此时逐渐下山的太阳能发电已无法补足用电需求,即使麦寮电厂3号机提前解除岁修、经济部拜托台积电等用电大户减少用电或加强需量反应都无力回天,最後台电只好於夜间发出分区限电警报;甚至到了隔天也是在千钧一发下,还由水情正吃紧的日月潭放水让明潭抽蓄水力供电,才让用户总算可放下手电筒,显示台湾电力几已到了山穷水尽的地步。


宏于结盟国内外大厂 导入最新安规及云端物联网架构

在台湾电力领域已拥有长达35年配电盘专业及成熟技术的宏于电机(HORNG YU)主要客户遍及半导体、电信、医疗、太阳能、电力、建设、公共建设等产业,则除了已在今年4月宣布推出台湾首座符合CNS/IEC 61439-2新标准及欧盟CE、东协各国ASTA认证定型试验合格的低压抽屉柜。


同时宣示将首度与欧日台系领导电机设备厂商施耐德、三菱与士林电机策略联盟,共同打造行销低压智能配电盘品牌柜;进而搭配物联网(IoT)架构、云端服务、人工智慧(AI)运算技术,率先推出「电力云」配电盘云端管理系统,以提供客户更安全、可靠且智慧的选择。


宏于电机总经理詹家荣表示,其实该公司早在10馀年前就已接触以IoT架构搭配传统配电盘概念,让终端客户可将资讯整合到手持智慧装置来监控设备,直到2014年正式发表智能配电盘,2015年正式导入云端服务及AI运算技术,接轨2020年12月4日颁布的国际最新电工法规IEC标准,推动从传统配电盘转型AI大数据应用的「Smart iPanel」。


该产品系结合电力云与高压(IS-24)/低压(IS-06)两款智能配电盘装置柜模组化的设计,搭配宏于电机自行研发的i Panel Cad自动绘图软体,运用标准化作业系统,串连内部设计单位与OEM配电盘厂、电机技师等客户,成功降低配电盘的营运成本、工时。不但有效解决客户从设计到生产的多重瓶颈,更快速协助产品普及市场,而荣获2021年度台湾精品奖肯定。


同时利用云端管理与工业4.0的大数据分析,让企业现代化电力管理更可靠、智慧之外;也经过专业客制化的合作,提供客户安全、可靠且智慧的选择。詹家荣进一步指出:「未来iPanel Cad内的资料库将以策略联盟品牌为主,免费提供3D外观、架构使用,一旦更新尺寸规格也会即时告知,将成为采用策略联盟品牌柜客户的专属权利。」



图1 : 宏于电机的智能配电盘导入IoT架构、云端服务及AI运算技术,接轨国际电工法规IEC标准。(source:宏于电机)
图1 : 宏于电机的智能配电盘导入IoT架构、云端服务及AI运算技术,接轨国际电工法规IEC标准。(source:宏于电机)

进而导入现今国际最新电工安规标准,宏于电机配电盘事业处协理王基政表示,虽然目前电力开关及控制装置通常依循绝缘科技及固定/可抽出式之设计来监别,但为求能安全地运转,都会严格禁止作业人员接近危险零件。但台湾过去依照IEC技术内容及标准程式所编撰的国家安全标准规范CNS 13542低压/CNS 3990中压等,皆仅针对电力开关及控制装置的外壳为主,直到新版CNS 61439-2低压/CNS 15156-200中压标准,才逐渐朝向力求电力设备运转的一贯性与维护性保持平衡,加入联锁系统设计,且能确保人员、财产安全的趋势发展。


王基政指出,由於CNS 13542/CNS 3990标准未同步废止的结果,常导致业界受成本考量而未提升产品设计。反观宏于电机最新推出的IS-24中压/IS-06低压电力开关及控制装置,皆遵循最新版CNS国家标准而设计开发、上市,足以提供最高保护水准;若客户采用iPanel Cad内建的资料库与合适的选配项目,亦有助於减少客户在初期设计配电盘时,避免容易轻忽安全性的风险。



图2 : 品牌柜内部铜排采平偏扭转设计,减少搭接面等事故点;柜体骨架采取双折弯工艺无焊接,提升盘体安全强度。(摄影:陈念舜)
图2 : 品牌柜内部铜排采平偏扭转设计,减少搭接面等事故点;柜体骨架采取双折弯工艺无焊接,提升盘体安全强度。(摄影:陈念舜)

此外,为了符合CNS 61439-2新标准要求箱体连续性,而采取高抗腐蚀的镀铝锌钢板,让内部任何一处漏电都能接地,防止造成电击风险;内含55%铝质,搭接、冲孔都不致於生锈,省下烤漆也较为环保;内部铜排采平偏扭转设计,减少搭接面等事故点;柜体骨架采取双折弯工艺无焊接,提升盘体安全强度。詹家荣强调:「宏于电机自从2007年开始购入自动化、加工生产设备,在内部铜排加工领域首屈一指,甚至能供应同业,协助节省25%空间和设计成本。」因应农历年後迄今铜、铁价已涨30~40%,箱体结构设计最小化,亦有利於因应节能及原物料涨价冲击。


善用欧日台系大厂资源 落实单一品牌维护服务

詹家荣尤其看好IS-06品牌柜将会在市场掀起一波改革热潮,主因在於传统配电盘里的元件、装置大部分皆采取多种品牌结合的方式,设备整合性不隹,导致维修跟效能常会遇到瓶颈。宏于电机这次则选择与目前在台湾市占率总和高达90%以上的国内外领导品牌电机大厂,施耐德、三菱、士林电机策略联盟,采用品牌柜创新营销策略。


日本三菱电机子公司摄阳企业总经理渡边宪章表示,宏于电机是三菱在台湾符合IEC 61439规范的首家合作厂商,在这次结盟後,将更致力加深双方业务销售的合作关系,并加强推广三菱品牌。士林电机??营运长程相智强调与宏于既有长久合作关系,除了采用士林电机产品,也是其供应链夥伴,经过这次结盟将让台湾厂商更多一项选择,取得多项认证并加强国际化。


施耐德电机台湾区总经理张智??指出,透过这次与宏于电机结盟,除了可趁机强化对战略合作夥伴的承诺,维系台湾产业成长,有机会创造双赢之外;更大幅提升台湾合作夥伴出囗海外信心,加强国际竞争力。


施耐德电机也藉此将最先进的物联网、数位化功能引进台湾,利用该公司独家数位创新技术EcoStruxure Facility Expert解决方案提供最隹OT+IT功能,通过行动装置App连接云端设备,还能利用智能配电和优化操作为终端客户提供加值效益,带来最隹电源管理。更方便宏于电机的终端客户营运团队进行长期维护,只须要简单扫描QR-code,就能轻松登录系统,并快速连接所有历史文档、资产。张智??说:「经过系统数位化後,得以轻松从连接面板上取得讯息,从而为终端客户带来更高效率和便利性。」



图3 : 由左至右依序为三菱电机子公司摄阳企业日籍总经理渡边宪章、台湾施耐德电机总经理张智??、宏于电机总经理詹家荣、士林电机??营运长程相智,联手主持仪式。(摄影:陈念舜)
图3 : 由左至右依序为三菱电机子公司摄阳企业日籍总经理渡边宪章、台湾施耐德电机总经理张智??、宏于电机总经理詹家荣、士林电机??营运长程相智,联手主持仪式。(摄影:陈念舜)

詹家荣认为,这次透过单一设备品牌结合盘体设计概念的创新模式,不仅大幅提高客户在使用及维修便利性,追求如工艺精品外观;全面化的系统整合,更能让智能配电盘的效益极大化,创造设备商与使用者间的双赢局面,更有利於展现万机连网、智能化实力。未来甚至将所有配电盘资讯上传云端,即可透过AI运算、统计分析、预诊保养维护,防范发生事故,期盼能藉此改变台厂在中低压配电盘应用的传统思维,再透过单一品牌服务,创造全新价值。


且因为采取模组化全抽屉柜设计,比起传统马达控制中心(MCC)有效减少变电站20%空间及成本,并提高强度,方便使用者线上报修。当维修或汰换其中某条??路单元时不用停电,适合当再生能源供电不稳,或「调配」大户用电时,方便抽换及快速排除故障,加快复归时间。未来也会由宏宇负责客户云端维护工作,并配合客户在App监控、Line群组示警,以及追踪契约容量管控,避免收到罚款。


经过与多品牌的策略合作,詹家荣不仅期待能提供客户更创新安稳的能源管理系统,并透过1+1大於2的合作能量,让品牌柜布局台湾、放眼东南亚,配合2018年便已前进越南设厂生产,期待IS-06新机种在3年内贡献30%营收,促宏于电机业绩倍增,迈向IPO目标。


**刊头照:(souce:pbs.twimg.com)


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