產業發展歷程與趨勢

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圖 4-8 產業發展趨勢圖

資料來源：智能網概論(2010)

貳 貳

貳 貳、 、 、 、產業趨勢 產業趨勢 產業趨勢 產業趨勢

未來的智慧型電網管理平台及產業，與全球智能電網一樣，雖然還在發展之中，但 是或許仍然可以歸納出幾個趨勢︰

 以微電網的概念，區域性需求端與供應端資源整合

 通訊基礎建設為開放式通訊架構，並整合行動通訊技術

 以雲端運算平台為基礎，並融入物聯網觀念的應用，雖然物聯網尚未到實用階 段，但仍然值得觀察。

開放式通訊架構 (Open Architecture) 是 iEMS 的趨勢，大家可用的開發架構才能 加速整體 iEMS 市場發展，同時也是推廣智能電網應用層面很重要的因素，近期依據 調查，運用開放式的架構的綠建築自動化系統為例，數量在 2010 年已超過採用專屬通 訊協定(Proprietary Protocols) 和封閉網路的系統。

圖 4-9 以建築自動化的通訊為例，開放式通訊架構漸成主流

資料來源: The Key to Cost-Effective and Sustainable Buildings: Intelligent Energy, http://www.front.com,

物聯網 (IOT, Internet Of Things) 概念興起，對智能電網的發展也起了一定的影響，

簡單的說，物聯網的特性正好符合智能電網的 Digital 需求，並使區域性微電網的落實 成為可能，所以應用物聯網技術於智能電網的概念一經提出，立即受到普遍的重視。

物聯網應用於智能電網是智能電網概念的資訊通訊需求擴大與 IT 資訊通訊技術 達到一定階段的必然結果[21]，運用物聯網技術將能有效整合電力系統基礎設施資源，

提高電力系統資訊化水準，改善現有電力系統基礎設施的利用效率。

智能電網無論是供應側以及需求側的應用領域，都需要海量的設備終端，與海量的 數據採集，如果數據的傳輸與處理採用封閉式的專屬網路架構以及集中式管理，不僅投 資龐大，進入門檻困難，唯有大型企業或有國家支持的大型計劃才能實現，此點會扼殺 智能電網應用領域的普遍落實與服務業的興起，能源管理系統發展的趨勢已由封閉式系 統演進到開放式系統[17]，所以唯有通過現有無所不在的網際網路開放架構，並運用雲 端技術處理及整合大量數據，讓數據通訊與處理成為能源服務業的基礎建設 (utility)，

才有可能引發新的服務業商機，並同時落實智能電網的普遍應用。

新的物聯網概念，將人與物或是物與物之間能夠以網際網路的方式連接起來，彼此 進行雙向溝通，形成所謂“物聯網”，並通過超級電腦和雲端計算將物聯網整合起來，實 現人類社會與物理系統的整合。根據文獻周洪波整理的定義[20]，物聯網將無處不在

（Ubiquitous）的末端設備（Devices）和設施（Facilities），包括具備內在智慧的感測 器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智慧設施、視頻監控系統，和外在使能(Enabled) 的，如貼上 RFID 的各種資產（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智慧化物件 或動物”或“智慧塵埃”（Mote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網絡 實現互聯互通（M2M)、應用大集成（Grand Integration)、以及基於雲計算的 SaaS 營運 等模式，在內網（Intranet）、專網（Extranet）、和/或互聯網（Internet）環境下，採用 適當的資訊安全保障機制，提供安全可控乃至個性化的即時線上監測、定位追溯、報警 聯動、調度指揮、預案管理、遠端控制、安全防範、遠端維保、線上升級、統計報表、

決策支援、領導桌面等管理和服務功能，實現對萬物的高效、節能、安全、環保的管、

控、營一體化。

IEMS 需要 IT 網路通訊架構作為資訊的交換基礎建設，物聯網有三個層面：

 Devices (感知層)：末端設備監控、實時監測電網運行狀態、資產設備狀態和電 力資訊。

 Connect (通訊層)：傳輸和集成電力企業情報。

 Manage (應用層)：高級分析決策。

圖 4-10 物聯網提高電網可靠性、管理效率和服務水準的三個層次

資料來源 : 自行整理

簡單的說，物聯網的三個核心能力:全面感知、可靠傳送、智能處理，可以提高電網 的可靠性、管理效率和服務水準。通過 IT 創建開放的系統和建立共用資訊模式的基 礎，整合系統中的海量數據，可以優化電網的運行和管理，讓電網更具有智慧。

圖 4-11 對應智慧電網應用的物聯網三層系統架構架構

資料來源 : 李娜、陳晰、吳帆、李祥珍（2010）。面向智慧電網的物聯網資訊聚合技術。資訊通信技術。

2010(02) [21]

物聯網將有遠超過現今 Internet 的大量數據, 數以億計的物體數據資料的收集, 傳 輸, 儲存與計算, 唯有透過雲端計算技術, 將大量數據的運用化為公用服務 (utility)，才 能真正落實給大眾使用。

圖 4-12 Power Management of Smart Grid with network

資料來源: The Internet of Things/Sensor Networks,JP Vasseur, May, 2009, www.cisco.com

但是，現有的網際網路架構與雲端服務仍有需要加強之處，例如，短期未來現有的 開放式聯網網路架構仍然不敷海量的數據需求，例如，網際網路原先使用舊一代的 IPv4 網路位址通訊協定，全部 43 億個網路 IP 已於 2011 年 2 月消耗完畢，這表示未來尚待 實現的海量數據點如果用原有的定址協定都將面臨無定址可用的窘境，也因此基於新一 代的 IPv6 協定引進新的網際網路，以迎合物聯網的概念與需求的產生。

物聯網雖然更為開放，但也需要標準，資料交換標準主要是在物聯網三層體系的應 用層和感知層，例如 WSN 無線通訊標準，配合傳輸層通道，目前國外已提出很多標準，

如 EPCGlobal 的 ONS/PML 標準體系，還有 Telematics 行業推出的 NGTP 標準協定及其 軟體體系架構，以及 EDDL, M2MXML, BITXML, oBIX 等，傳感層的資料格式和模型也 有 TransducerML, SensorML, IRIG, CBRN, EXDL, TEDS 等等，同時有很多企業有各自有 其獨特的標準，目前的挑戰是把這些現有標準融合，實現一個統一的物聯網資料交換大 集成應用標準。亦即，物聯網目前最大瓶頸既不是 IP 位址不夠，也不是一定要關鍵技 術，而是標準仍然混亂，“一流企業做標準”，這是業界共識，也是很多企業乃至一個國 家戰略層面想達到的制高點，但標準往往是在產業競爭和利益的博弈中產生的，沒有足 夠的實力，包括財力、物力和在業界領導潮流的影響力做支撐，很難做成，所以標準往 往是由具有影響力的企業所造就的事實標準，例如 IBM 近期在中國力推的智慧地球，

以戰略角度而言就是為了搶佔包含智慧電網、物流網，與雲端運算在內的各種智慧網路 的一席之地。

中國在十二五規劃中，已將物聯網正式列為國家五大新興戰略性產業之一，物聯網 重點投資智慧電網、智慧交通、智慧物流等十大領域，期間智慧電網的總投資預計達 2 萬億元，居十大領域之首，同時中國政府亟欲透過主導標準來搶佔未來的戰略地位，也 因此成立國家級中國物聯網標準聯合工作組，企圖建立中國式物聯網國家標準，物聯網 雖然短期尚未成熟到實用階段，變數仍多，但未來深具爆發潛力。

物聯網的推展，需要有穩定、快速和安全程度較高的通信傳輸網路，更需要快速處 理超大規模資料能力的雲端運算平台的支持，但目前整個雲端結合的物聯網整體環境並 不成熟，不過這也是未來服務可能新的商機。

雲端技術結合物聯網的架構對於奠定 IEMS 的有利環境非常重要，IEMS 的策略運 用，是經由雲端介面串連客製化焦點服務(CTS)、平台整合(CPS)及基礎設施服務(NIS)，

雲端服務的公用服務特性 (Utility)，以雲端架構的物聯網作為基礎設施(NIS)，可以降低 一般企業進入智能電網產業的門檻，利用現有的 Internet 和雲端服務平台，小企業若有 適合商業模式, 有好的服務應用構想就可以參與，使企業跳過龐大的初期硬體投資，更 專注於應用層面的特定服務，符合服務業多樣化(Diversity)、特定化(Customized)、數位 化 (Digitalization)，和整合標準平台(Centralize Platform) 的各種需求，這是一種由下而 上的策略 (Bottom Up)，而且有利於需要彈性化與特定區域需求的區域性能源管理系 統，以及微網路 (Micro-Grid) 的推展。