行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
饋線自動化系統遠端終端單元設備之研製 研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型
計 畫 編 號 ： NSC 98-2622-E-011-019-CC3
執 行 期 間 ： 98 年 11 月 01 日至 99 年 10 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣科技大學電機工程系
計 畫 主 持 人 ： 張宏展
計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：許朝翔 博士班研究生-兼任助理人員：黃李堅
處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢
中 華 民 國 100 年 01 月 07 日
行政院國家科學委員會補助產學合作研究計畫成果精簡報告 行政院國家科學委員會補助產學合作研究計畫成果精簡報告 行政院國家科學委員會補助產學合作研究計畫成果精簡報告 行政院國家科學委員會補助產學合作研究計畫成果精簡報告 計畫名稱：饋線動化系統遠端終端單元設備之研製
計畫類別：□ 先導型 □ 開發型 ■ 技術及知識應用型 計畫編號：NSC 98－2622－E－011－019－CC3
執行期間：98 年 11 月 1 日至 99 年 10 月 31 日 執行單位：國立台灣科技大學
計畫主持人：張宏展
計畫參與人員： 黃李堅、許朝翔
2
一、 研究摘要
電力系統乃是各國重要的基礎建設之一，現代社會對電力的依賴度高，因此對於電力可靠度之要 求日益嚴苛。為因應此一發展，各電力公司均積極規劃饋線自動化系統，期能於事故發生時，大幅縮 小停電範圍及縮短停電時間。然而，目前國內所建置的饋線自動化系統關鍵設備如終端設備(Remote Terminal Unit, RTU)等均為外購，無自主性。有鑑於此，安華機電欲積極投入電力自動化系統之研發，
目的是能取得產品主控權，於價格上取得優勢且擁有自有技術。因此，本計畫主要是由台灣科技大學 與安華機電合作研製基於DNP3.0之RTU。所研製之RTU將具有16點數位輸出及32點數位輸入界面，
並以MODBUS協定經由RS485界面連接電氣量測暨故障偵測模組，且對遠端監控站連線將採用現行國 際上通用之DNP3.0協定。本計劃之完成將可使安華機電之電力自動化事業於國際上更具競爭力。除 此之外，本案也培育產業所需之人才以及累積相關技術之研發能量，可成為日後開發更高階產品如變 電站內之RTU(Feeder Remote Terminal Unit, FRTU)的技術基礎，提昇我國於電力產業之自有技術。
二、 人才培育成果說明
為期一年的產學合作計畫，已成功協助合作廠商完成以Cortex-M3控制器為核心，開發本計劃之遠端 終端單元。而本計畫對於培育合作廠商研發人員的貢獻如下：
1. 協助建置Cortex-M3之開發平台。
2. 訓練熟悉C語言之撰寫能力。
3. Cortex-M3相關硬體電路之製作。
4. 使研發人員具利用Cortex-M3做為開發相關產品之能力。
5. 提昇軟體架構之開發技巧。
參與本計劃之學校成員可獲致下述之訓練成果：
1. 瞭解Cortex-M3晶片硬體架構。
2. 撰寫Cortex-M3晶片C語言之訓練。
3. 程式架構之規劃與實作訓練。
4. 硬體電路佈線及抗干擾電路設計與實作訓練。
5. 通訊介面電路設計與實做訓練。
6. 人機介面軟硬體整合技巧與實作訓練。
三、 技術研發成果說明
本計劃已成功研製一應用於饋線自動化之 RTU，此 RTU 將採用 DNP3.0 為其通訊協定。圖 1 為 本案所研製 RTU 之系統架構圖。其包含微處理器、EEPROM、Real time clock (RTC)、電力參數暨故 障量測模組、數位輸入界面、數位輸出界面、DNP3.0 通訊界面、及狀態指示燈等模組及線上設定及 維修界面。圖 2 為本案之軟體主流程圖，程式於相關硬體暫存器及變數初使化後，首先，即判斷是否 有接收到 FRTU 基於 DNP3.0 協定所傳來之命令，若有即解析封包，檢查封包是否正確；其次，根據 命令組織符合 DNP3.0 協定之封包；接著判斷是否需要數位輸出控制，若需要則執行數位輸出控制流 程；最後，讀取數位輸入接點狀態、電表模組以及時鐘晶片，以更新資料。本案利用 ASE2000 模擬 FRTU。圖 3 為本裝置與 FRTU 驗證之結果，由圖可知本裝置可成功地與 FRTU 進行通訊。
圖 1 RTU 系統架構圖
4
圖 3 與 FRTU 通訊之結果
四、 技術特點說明
1. 符合 DNP3.0 協定
2. 可支援 TCP/IP 或光纖等通訊界面 3. 具簡易保護電譯之功能
4. 利用混合式排程技術完成各項功能
五、 可利用之產業及可開發之產品
1. 自來水廠自動化監控系統 2. 工廠自動化監控系統 3. 電廠自動化監控系統 4. 環境監控系統
六、 推廣及運用的價值
由本計畫所研製之遠端終端單元，其支援 DNP3.0 協定並具數位輸入及輸出界面，可應用許多自 動化監控之場合。本產品之製造與行銷成本方面，因其為自行研發之產品，故能有效的掌控製造技術 與生產成本，對於價格競爭能力有莫大之助益。
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2010/11/22
國科會補助計畫
計畫名稱: 饋線自動化系統遠端終端單元設備之研製 計畫主持人: 張宏展
計畫編號: 98-2622-E-011-019-CC3 學門領域: 電力系統
無研發成果推廣資料
98 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：張宏展 計畫編號：98-2622-E-011-019-CC3 計畫名稱：饋線自動化系統遠端終端單元設備之研製
量化
成果項目 實際已達成
數（被接受 或已發表）
預期總達成 數(含實際已
達成數)
本計畫實 際貢獻百
分比
單位
備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ...
等）
期刊論文 0 0 100%
研究報告/技術報告 1 1 100%
研討會論文 0 0 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100%
申請中件數 0 0 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 1 1 100% 件
技術移轉
權利金 77274 77274 100% 千元
碩士生 1 2 100%
博士生 1 1 100%
博士後研究員 0 0 100%
國內
參與計畫人力
（本國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
期刊論文 0 0 100%
研究報告/技術報告 0 0 100%
研討會論文 0 1 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100% 章/本
申請中件數 0 0 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元
碩士生 0 0 100%
博士生 0 0 100%
博士後研究員 0 0 100%
國外
參與計畫人力
（外國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
其他成果 (無法以量化表達之成 果如辦理學術活動、獲 得獎項、重要國際合 作、研究成果國際影響 力及其他協助產業技 術發展之具體效益事 項等，請以文字敘述填 列。)
無
成果項目 量化 名稱或內容性質簡述
測驗工具(含質性與量性) 0
課程/模組 0
電腦及網路系統或工具 0
教材 0
舉辦之活動/競賽 0
研討會/工作坊 0
電子報、網站 0
科 教 處 計 畫 加 填 項
目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0
本產學合作計畫研發成 果 及 績 效 達 成 情 形 自 評 表 成果項目 本產學合作計畫預估研究成果及績效指標
（作為本計畫後續管考之參據） 計畫達成情形
技術移轉 預計技轉授權 1 項 完成技轉授權 1 項
國內 預估 0 件 提出申請 0 件，獲得 0 件
專利
國外 預估 0 件 提出申請 0 件，獲得 0 件
博士 1人，畢業任職於業界0人 博士 1人，畢業任職於業界0人
碩士 2人，畢業任職於業界0人 碩士 1人，畢業任職於業界0人 人才培育
其他 0人，畢業任職於業界0人 其他 0人，畢業任職於業界0人
期刊論文 0 件 發表期刊論文 0 件
研討會論文 1 件 發表研討會論文 0 件
SCI論文 0 件 發表SCI論文 0 件
專書 0 件 完成專書 0 件
國內
技術報告 1 件 完成技術報告 1 件
期刊論文 0 件 發表期刊論文 0 件
學術論文 0 件 發表學術論文 0 件
研討會論文 1 件 發表研討會論文 0 件
SCI/SSCI論文 0 件 發表SCI/SSCI論文 0 件
專書 0 件 完成專書 0 件
論文著作
國外
技術報告 0 件 完成技術報告 0 件
其他協助產業發展
之具體績效 新公司或衍生公司 0 家 設立新公司或衍生公司(名稱)：
計畫產出成果簡 述：請以文字敘述 計畫非量化產出之 技術應用具體效 益。（限 600 字以
內）
本案所開發之 RTU 於實務應用面，符合台電要求之規範，因此可於試量產後，實際 運作測試。於技術面已投稿研討會論文乙篇(summit)，技術報告乙篇。於人才培育方 面，培育於電力通訊產業之相關人才五名(學生二名，廠商三名)以及提升廠商自有技 術。
