國外自動讀表系統探討

第二節 國外自動讀表系統探討

自動讀表的節能效益表現，首當以電表的自動化對節能產生的效益將 會最為顯著。主要原因當然來自電表自動讀表化後可套用時間電價的計 費，以達到不同用電時段有不同的收費標準的緣故。時間電價的計費方式 將可影響使用者的用電習慣，進而達到節能省電的效益，這可分成三個面 向來加以說明。首先，對一般使用者來說，若尖峰離峰時段的電力使用費 率差異夠大，使用者在尖峰時段使用電力的習慣肯定會較在離峰時使用更 加謹慎。第二，自動讀表的負載資料讀取，可最小到以分鐘為單位來計算 不同的時間區間所使用的電力情況，若能加上即時電力使用狀況查詢等功 能，即可促使使用者對能源使用進行管控。一旦能源管理變為可能，對能 源使用的節約效益就會有較大的幫助，或甚至有機會衍生出一些新興服務 來協助人們管理能源使用情形，而達到節能的目的。最後，針對能源提供 公司來說，有效掌握使用者的用電情形及根據過去的用電習慣來推估發電 需求，一方面可準確的決定各個用電時段的發電量以降低發電成本，另一 方面也可減少因要解決發電不足所產生的昂貴購電成本。綜合來說，自動

讀表對於電力的節能效益上所形成的多贏效果，的確有其實施的必要性。

相較於電，水與瓦斯部分的自動讀表效益在節能的效果上並不易從使 用者的身上看出來。主要原因是水與瓦斯的使用量與使用時間並沒有太大 的關聯性存在。既然無法從分時段的使用分量上得到效益，也許能從總量 的控管上獲得一些好處。舉例來說，自動讀表的結果若能提供每日用水用 瓦斯的總量分析報表，使用者可以有一些用水用瓦斯的規劃來進行。或是 藉由每日用量的比較，亦可作為異常用水用瓦斯情形的提早發現。對於一 些漏水漏瓦斯等相關議題，自動讀表也相對應的可以提供一些警示的功能 與服務。這也是從小處節省能源的使用，來達到整體能源節省的目的。另 外一提的是水公司對於輸水管線漏水的問題，亦可透過供水端及用水端的 讀表比較，來避免輸送能源的過程中所造成的損失。

至於水、電、瓦斯三表自動讀表化的系統建置，理當以最具成本效益 的電表讀表自動化來先進行，這也是目前國外因節能減碳議題的發酵而積 極推動的工作。而水與瓦斯，則可視電力自動讀表施行後，借由已鋪設完 成的電力讀表基礎建設來進行加值整合，以落實三表自動化的實現。由於 目前國內並未有實際上自動讀表的大型施行案例可做為建置的評估參考，

故本案的研究說明以近幾年自動讀表國際大廠在國外各地所建置的案例來 說明自動讀表建置的情形及其初設成本與所產生的節能效益。

一、數位電表系統探討

由於國內目前沒有數位電表系統的建置案例，故在此以幾個近年來的

國外建置案例來說明自動讀表系統的建置成果，並藉由國外案例的運行結 果來作為自動讀表系統建置後在節能效益上的參考，如表 5-1~表 5-4。此 4 案例分別為美國與義大利實際建置案例。

表 5-1 電表自動讀表國外建置案例 1 Southern California Edison

建置地區 Californians, USA

系統架構

通訊技術 RF(ZigBee, Wi-Fi, Telecom)

佈設裝置

Electronic meters Service switches

Home network gateway Two-way telecom network

使用者數量 500 萬戶小電量商業及住宅用戶(<200kW) 建置時程 預估從2009-2012

初設成本 預估$ 12 億 USD

節能效益分析

預估減少尖峰時段的電力消耗達1,000MW

滅碳成果預估每年至少365,000 公頓，相當於減少 79,000 台車輛的 碳排放量

0.5% Annual energy conservation effect 參考資料 http://www.sce.com/smartconnect

表 5-2 電表自動讀表國外建置案例 2 ENEL Telegestore project

建置區域 Italy

系統架構

通訊技術 PLC + Telecom

使用者數量 150 萬小電量商業及住宅用戶 裝設數量 3 千萬顆

佈建裝置 3.5 萬個 concentrators 3 千萬顆電表

建置時程 2001-2005 初設成本 3.1 billion Euros

節能效益分析 500 million Euros per year

參考資料 http://www.enel.com/en/index.aspx

表 5-3 電表自動讀表國外建置案例 3 Southern Company 建置區域 Atlanta, Georgia, USA

系統架構

通訊技術 Wireless comm. + public comm. networks

使用者對象 小電量商業及住宅用戶 (residential and commercial customers) 裝設數量 3.5 萬顆

建置時程 2005-2012

參考資料 http://www.southerncompany.com/

表 5-4 電表自動讀表國外建置案例 4

Oncor (formerly TXU Electric Delivery) 建置區域 Dallas / Fort Worth, USA

系統架構

通訊技術 BPL + Wireless/ Fiber 使用者數量 7 百萬戶

裝設數量 300 萬顆

建置時程 2006-2012(目前約完成 13 萬顆電表) 初設成本 $690 Million USD

所有用戶每月需多支付$2.35 USD 長達 11 年 參考資料 http://www.currentgroup.com/

二、自動電表成本與效益

電表的自動化對節能產生的效益將會最為顯著，因電表自動讀表化後 可套用時間電價的計費，以達到不同用電時段有不同的收費標準的緣故。

時間電價的計費方式將可影響使用者的用電習慣，進而達到節能省電的效 益，這可分成三個面向來加以說明。首先，對一般使用者來說，若尖峰離 峰時段的電力使用費率差異夠大，使用者在尖峰時段使用電力的習慣肯定 會較在離峰時使用更加謹慎。第二，自動讀表的負載資料讀取，可最小到 以分鐘為單位來計算不同的時間區間所使用的電力情況，若能加上即時電 力使用狀況查詢等功能，即可促使使用者對能源使用進行管控。一旦能源 管理變為可能，對能源使用的節約效益就會有較大的幫助，或甚至有機會 衍生出一些新興服務來協助人們管理能源使用情形，而達到節能的目的。

最後，針對電力公司來說，有效掌握使用者的用電情形及根據過去的用電 習慣來推估發電需求，一方面可準確的決定各個用電時段的發電量以降低 發電成本，另一方面也可減少因要解決尖峰發電不足所產生的昂貴購電成 本。

分析國外許多案例，以美國Southern California Edison 公司部署的電表 數量與技術採用最接近我國，其有 500 萬戶小電量商業及住宅用戶，通訊 技術採用 RF(ZigBee, Wi-Fi, Telecom)，因此我們根據其成本與分析效益表來 推估我國建構自動讀表系統之成本與效益。其成本效益分析表，假設共 500 萬戶用電戶，系統建置時間為 2009~2012 年，營運時間為 2013~2032 年，

包含了三年的建置時間與二十年營運時間所產生之成本與效益，下圖為其 成本效益表[14]。

我們根據SCE(Southern California Edison)公司之分析表，同樣亦假設營 運時間為 20 年，建設時間為三年，而用低壓用電戶為 1100 萬，去推估 20 年營運與建置成本與效益，分析表 5-6 所示。

表 5-5、Southern California Edison 電力自動讀表建置成本效益表

表 5-6、我國電力自動讀表建置成本效益推估表 二十年Demand Response - 時間電價效益(單年度) 95,737(4,787) 二十年Demand Response - 負載控制效益(單年度) 5,284(264) 二十年減少80%竊電損失效益(單年度) 264,000(13,200) 二十年整體效益(單年度) 389,968(19,498)

成本

3 次硬體採購成本(單次成本) 132,000(44,000) 系統開發與整合成本 3,229 3 次設備安裝費用(單次成本) 224,400(7,480) 二十年客戶服務費用(單年度) 5,534(277)

(一)成本部分：

1.硬體採購成本

SCE(Southern California Edison)自動電表計劃，硬體採購成本包含 電表與通訊相關設備成本，費用為 1,190,400 千元(美金)，而通訊設備 採購費用為 428,000 千元(美金) ，電表採購費用為 755,000 千元(美金)，

換算單具電表價格約為 238 元(美金)，約為 7618 元(台幣)。而台灣目前 低壓用電戶，通常採用單相三線式 30 安培，採購價格約為 3000 元(台 幣)，若以台灣電子電機之發展，且能夠大量生產，於目前的電表增加 雙向通訊功能，一具價格約可控制於4000 元(台幣)以內，以用電戶 1100 萬戶來估算，整體費用為 44,000 百萬元(台幣)。再加上每個電表使用 年限約為 7 年左右，營運 20 年期間大約會經過兩次更換，故硬體採購 成本整體約為 132,000 百萬元(台幣)。

2.系統開發與整合成本

SCE 系統開發與整合成本包含通訊系統開發、相關管理系統開發、

電表資料管理系統之開發等，費用為 272,700 千元(美金)。因台灣通訊 普及率高，所以此系統之成本可大幅降低，另外國內的人力成本約為美 國之二分之一，部分國外已有相關軟體可供採購，而根據 SCE 資料推 估，電表資料管理系統建置與採購，推估為3,229 百萬元(台幣)。

3.設備安裝費用

SCE 設備安裝費用包含客戶通訊費、電表安裝費、車資，費用為

212,600 千元(美金) ，換算單具電表安裝費用為 1360 元(台幣)，國內的 人力成本約為美國之二分之一，安裝一具費用約可控制於680 元，以用 電戶1100 萬戶來估算，整體費用推估為 7,480 百萬元(台幣)。但通訊費 用部分因使用的通訊技術不同無法詳細評估，故以一次性的建置費用為 主來進行評估，此建置費用已攤提在每個電表的安裝費用中。

4.客戶服務費用

SCE 客戶服務費用包含新增時間電價與負載控制所需服務費用，因 部分服務為為先前所不具有之服務，增加此項服務需增加費用，如人力 成本、訓練成本、通知客戶成本等等，二十年之費用為345,900 千元(美 金)，以目前臺灣人力與物價水準約為美國二分之一來計算，推估一年之 客戶服務費用為277 百萬元(台幣)，二十年為 5,534 百萬元(台幣) 。

5.後續作業維持費

SCE 後續作業維持包含新增帳務、Call Center 維持費用、電表維修、

個人電腦設備費用，此為20 年作業維持費，共 496,800 千元(美金) ， 以目前臺灣人力與物價水準約為美國二分之一來計算，推估一年之後續 作業維持費397 百萬元(台幣)，為，二十年為 7,948 百萬元(台幣) 。

6.計畫管理費用

SCE 計畫管理費用包含專案管理費用或意外事件發生備用金，專案 管理費用為42,800 千元(美金) ，意外備用金 134,300 千元(美金)。以目 前臺灣人力與物價水準約為美國二分之一來計算，推估為684 百萬元(台

幣)。

以上成本分析，各項目之比例如下圖所示：

圖 5-1 電表自動化成本分析圖

(二)效益部分：

1.表務操作效益

SCE 表務操作效益包含，節省抄表作業成本、抄表設備費、減少管 理成本、減少車輛費用、減少客訴成本等等，其二十年效益估算為

SCE 表務操作效益包含，節省抄表作業成本、抄表設備費、減少管 理成本、減少車輛費用、減少客訴成本等等，其二十年效益估算為