技術與需求同步到位,智慧電網大步前進!(06/01/2020 CTIMES)
在資通訊技術的成熟下,各國均加快智慧電網的建置腳步,不過,用電數據的擷取與累積只是智慧化的第一步,之後的數據分析才是智慧電網的實際價值所在。
作者: 王明德
電網是國家能源的關鍵基礎建設,過去的電力來源單一,電網架構相對簡單,近年來政府全力推動非核家園,風力、太陽能等再生能源也被納入既有電力系統中,導致其架構漸趨複雜,在此同時,智慧化也成為各國的重點能源政策,在這兩大趨勢之下,其架構將產生重大變革,穩定與智慧兼具的電網系統,才能因應下一世代的能源需求。
與現有的電網相較,智慧電網的不同之處在於善用現有的各種資通訊技術,讓電網中的電流流向得以透明化、訊息可以被分析。智慧電網會帶來哪些改變呢?首先必須完成AMI智慧電表的建置,將用戶端從傳統單向人工抄錶,改為雙向的智慧電表,透過智慧電表蒐集即時而完整的能源使用資訊,完成電力自動化供給調度與需求管理。
技術成熟帶動市場
對於能源市場與從業者來說,智慧電網並非新字眼,早在20世紀初,歐美各國就開始著手相關政策,台灣也於2003年在台中試行,不過後來成效不佳。當年曾參與計畫的西門子智慧基礎建設產品與系統資深業務經理林裕程分析,技術不成熟與成本過高是兩大失敗原因。
他指出2003年行動無線通訊仍在2G時代,當時市場主流是GSM與PHS,由於穿透性不足,智慧電表只要設置於地下室就會收不到訊號,必須改採與電話線相同質材的銅纜雙絞線,但此材質又會與電表干擾,技術一直難以克服。除了技術問題外,智慧電表的當時價格過高,若單從系統成本討論,人工抄表無疑是更好的選擇,這兩大因素讓此政策最後以失敗告終。
在此之後,2011年政府又在澎湖試行的另一項智慧電表政策,並採用3G網路仍未成功,雖然也未成功,不過智慧化終究是未來趨勢,2018年台電再接再勵展開第三次相關工程,預計汰換全台約600萬組電表。對這次的計畫,林裕程則抱持樂觀態度,他指出近年來全球產業看好物聯網發展,業界紛紛研發適用的通訊網路,其中NB-IoT因具有廣覆蓋、多連接、低成本、低功耗、高安全性等特點,符合智慧電表的通訊需求,再加上現在人工成本節節高升、智慧化概念逐漸普及,2003年所遇到的問題不復出現,因此接下來智慧電表可望在台灣普及。
除了汰換各戶住家的傳統電表外,台電目前正在進行的另一項智慧電網工程,則是在道路上密集設置電力監控管理系統,縮小每一段電網的監控距離,藉此提高對電網狀態的掌控度,當該地區的供電出現狀況,就能夠迅速找出問題線段,除了可縮短維修時間,亦可同步降低維修時間。
智慧電網讓用電更聰明
建置智慧電表與電力監控系統現雖已大舉展開,不過林裕程指出,用電數據的擷取與累積只是智慧化的第一步,之後的數據分析才是智慧電網的實際價值所在。
整體而言,具備分析能力的智慧電網將衍生出幾項優勢,首先是精確供應電能,完善的智慧電網可透過感應、探測、遙控等資訊技術,對需求進行即時跟蹤,並利用智慧化運算分析用電數據、控制用電設備,讓電能供應更精確,從而減少碳排放,靠資訊技術進步節約能源。
其次是需求管理,智慧電網平台可將需求管理融入到電器產品設計和系統架構,讓使用端與電網及分散式能源進行回應和交流,透過技術從根本上解決問題。第三是電源整合,智慧電網可利用各系統的備援概念,相互提供安全保障。現有電力系統的備份容量、儲能設備可相互支援,各種形式的發電如風力、火力、太陽能,可共構成一個能源安全整體,在智慧電網的調配下,保障電力供應安全。
對於智慧電網以上的系統,包括西門子在內的多家能源基礎建設大廠,都有推出相關平台,其功能也都類似,都是透過平台分析數據,並針對住宅建築、商辦大樓、工廠等不同使用者設計合用功能。
不過,林裕程特別提醒有意導入系統的機關,必須從整體面向考量平台的特色,電網是一整套完整的架構,在建置前系統廠商必須提供足夠的諮詢服務,導入過程中要特別注意系統中各環節的介接問題,導入後則要有完善的維修服務,因此他建議選用有提供一條龍服務的廠商,將可有效縮短系統建置與後續維修時間。
商業機制困擾再生能源發展
除了具備智慧化功能外,與風電、太陽能等再生能源系統併網也會是下一世代電網的必然趨勢。對於再生能源的未來,從各國政府的態度與動作可以看出,無論是風力或是太陽能,都將被納入未來的發電系統中,不過這兩大發電模式,在商業機制仍有改善的空間。
風力與太陽能兩種發電方式都受自然界影響,無法穩定供應電源,因此現在的做法,是在風機或太陽能場附近建構分散式儲能系統,藉此平衡電網,並彈性化應用電力。不過儲能系統的高建構成本,引出建置權責的歸屬問題,究竟該由電力公司或建置發電系統廠商負責?目前仍有爭論。
除了儲能系統外,另一個問題在於設備在使用壽命後端的維運成本負擔,此一問題主要會出現在風機。風機的造價高昂,廠商在簽訂合約時,其保證條款都是確認該風機可在固定時間內所供應的電量,而此時間大約都是10年,這也代表10年後,該風機將進入使用壽命的末期,發電能力不斷衰減,維修成本卻節節高升,在此態勢下,不會有企業願意接手維修工作,老舊的風機也將成為中央機關與地方政府的無法處理的沉重負荷。
整體而言,下一世代的電網基礎建設將會走向智慧化與綠能化,目前政府也正全力布局智慧電網。不過無論是政府或企業,智慧電網都是全新的機制,投入者除了可探索不同的商業模式外,也須同時考量伴隨新機制而來的其他問題,並在導入前就妥善規劃,讓智慧電網的建置效益不打折扣。
完整內容請見:
http://www.ctimes.com.tw/DispArt/tw/智慧電網/2006011115OF.shtml
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再生龍備份 在 BRIEN Facebook 的精選貼文
■ Words & Sounds #9
人間蒸發的音樂──步上雲端的時代,音樂檔案何去何從?
2019 年,音樂像自來水,龍頭扭開即有。沒人會在家裡放一座水庫,唱片架也從大部份人生活中退休。我們不再擁有,我們只「存取」。我們不關心水從何來;那些供我們聽到飽的音樂究竟本體為何,從來也沒佔據誰的意識。大概只有串流平台的授權合約到期,音樂暫時下架,才稍微造成一點點焦慮。
如果音樂像水,它終究需要一個從源頭到用戶的處理過程,它會受污染、需要貯存、必須管理。但它終究不是水,水會循環蒸發凝結再生,你喝的水可能恐龍也喝過。若音樂蒸發了,它不會再回來。
可是,音樂真的會不見嗎?
2008 年 6 月 1 日清晨,洛杉磯西北方的好萊塢環球影城裡,幾名維修工人剛結束一整晚的工作。他們用高溫噴槍舖設屋頂的可樂瓦,事後遵照工作規範,留在現場一小時,等待可樂瓦確實冷卻。沒料到的是,他們離開沒多久,仍留有餘溫的一處屋頂燒起來,隨即吞沒了整棟屋子。火勢蔓延迅速,燒了《回到未來》裡的街景、《金剛》主題遊樂設施、還有一幢外表平凡無奇的倉庫,名為「6197 棟」。環球影城的員工皆知 6197 棟保存大量電影膠捲,面對外界擔憂,公司在第一時間發表聲明,表示絕大多數的收藏均有備份,此事並未掀起太大波瀾。
然而這一切或許只是公關和內部言論控管所引導出的表象。今年 6 月 11 日,紐約時報刊登大篇幅報導〈音樂焚燒那日〉(The Day the Music Burned),世人才第一次知道,高達六位數字的音樂母帶與歷史資料極有可能也在 11 年前一併燒成灰燼,遭波及藝人不乏天字級經典巨星,如靈魂女王艾瑞莎富蘭克林(Aretha Franklin)、藍調大師謬迪華特斯(Muddy Waters)、爵士巨擘約翰柯川(John Coltrane)。撰稿記者 Jody Rosen 訪問到當年負責 6197 棟營運、2016 年初遭解職的資深主管 Randy Aronson,口述第一手災情;並取得環球唱片集團內部的調查報告與會議紀錄,除證明此音樂歷史劫難非子虛烏有,更指出環球唱片早在 2009 年底控告環球影城,雙方後來私下和解,然而藝人卻從未分得一毛和解金與保險金。消息一出樂界譁然,紛紛譴責持有母帶的環球唱片不僅未善盡管理責任,更意圖一手遮天。6 月 22 日,數名音樂人正式提出集體訴訟,索賠金額超過 1 億美金。環球唱片雖試圖放低姿態,強調損失遠低於報導所述,但截至 6 月底,要求環球負責的聲浪並未平息。
一般人會追求去美術館目睹藝術真跡,但絕大多數人聽的音樂都是拷貝副本,然而保存唱片母帶非僅歷史紀念意義而已。它紀錄了原始的錄音資料,音質自是最佳;尚未混音的分軌帶,後續還能做成伴奏、純人聲或各種 Remix 發行;許多藝人甚至錄下不少未發表過的歌曲或備用版本(alternate take),未來都具有商業價值。加拿大搖滾天王布萊恩亞當斯(Bryan Adams)、嘻哈先鋒紮根合唱團(The Roots)皆打算將早年代表作整理重發,被環球一句「找不到母帶」打發,2008 年那起大火隻字未提。
音樂產業向來不僅於表面上的內容製作或行銷宣傳,還牽涉到大量後端的物流與生管專業。資深錄音混音後製工程師鄭皓文指出,「以前使用的兩吋盤帶又大又重,多半存放在恆溫恆濕的空間;進入數位檔案時代後,則是把硬碟、CD-R 或 DVD-R 保存在防潮箱裡。」可嘆的是,追求眼前利益的音樂產業,長期忽視這些珍貴資產,當成財務報表上一筆龐大負債。直到 80 年代 CD 引發首次載體革命,大量舊作得以重新問市,唱片公司才發現這些母帶其實是搖錢樹。
位於古亭的「沒有新歌的唱片行」主打販售經典流行音樂,負責人小風長期關注台灣唱片再版消息與母帶狀況。他表示,許多唱片公司早已丟棄或銷毀原始母帶,颱風或失火也是常見原因;有些連印刷歌詞本的模版或檔案也未留下,重發時只能掃瞄了事。不少本土公司歇業後,母帶就隨意放置家中,若無人出錢接手,恐就此不見天日。著名的《戀戀風塵》配樂母帶也一度遺失,讓作曲的陳明章遺憾不已,後來竟從攝影助理家中接鳥屎的塑膠盤下尋獲,才得以在電影上映 7 年後發行原聲帶。在香港,錄製過無數金曲的雅旺錄音室一度求售,最後由歌手張敬軒斥資 2000 萬港幣買下,若非如此,錄音室存放的梅艷芳、張國榮母帶可能逃不過淪為垃圾的命運。
至於數位音樂的保存管理又是如何呢?今年 3 月,老牌音樂社群平台 Myspace 驚傳 12 年份的檔案在伺服器遷移時,意外慘遭刪除,共 5300 萬首歌就此人間蒸發。台灣街聲總經理曾明賢對此憾事表示不可思議。他透露,以國內最大獨立音樂平台 StreetVoice 而言,擁有約 20 萬首歌曲,各種播放格式合計需要 5TB 左右儲存空間,每年花費至少 30 萬台幣成本。街聲主要採用雲端主機商提供的儲存服務,並額外做跨機房備份與自家辦公室硬碟陣列的備份,以確保檔案不會因天災人禍而損毀。
無論站在商業或文化角度,管理、備份音樂資料刻不容緩,需要更大量資金與人力投入這項工作,甚至可能得由政府出面帶頭方能收效。但從消極面看來,也許人類早已製造出地球難以保存的龐大歷史;也如同美國獨立音樂人 Damon Krukowski 所說,載體不斷變動、檔案不安定的特性,天生就是「反歷史」的,讓我們活在一個「黑暗的數位時代」。搞不好,人類口中的文化浩劫,只不過是這世界自然的斷捨離。
(原文刊登於《週刊編集》第 25 期)
■ Jul 1 2019