即便2018年同時通過兩項公投案：取消2025年非核家園、每年遞減1%火力發電之後，當前政府仍維持2025年再生能源20%目標，並已三讀通過《再生能源》條例，也讓台灣電網面臨多樣電力來源挑戰，包含夏弗納、亞力電機等國外內設備廠商均對此提出解決方案。

其中瑞士商夏弗納電磁相容公司台灣分公司PQ產品經理蔡東諺認為，電力監控首要改善電力品質，以維持電力供應的質量與穩定性。尤其在2018年通過《電業法》之後，台電已將發電、輸配電、售電單位分拆，與全球電業發展接軌，導致越來越多商用、住宅或綠能、民營電廠加入電網，也將影響所有連接的能源用戶對於電力品質和性能的需求。

圖1 : 電力供需的最大挑戰還於擴大許多客製化應用及市場之後，包含電動車充電樁、風力電機、太陽能逆變器等各種形式的新增電力裝置，都會連接到相同電力網路。(Source: www.engerati.com)

加上電力設備也是目前建構所有工業4.0智慧製造工廠最基礎建設之一，所以即使近年來經濟景氣不佳，仍可保有成長動力。隨著法規、商業模式驅動產品需求，夏弗納也逐步引進國外許多示範案例和標準化產品，可用來開拓台灣市場。蔡東諺說：「如該公司客製化變壓器最早用於軌道車輛，強調高效率、體積小、壽命長、耐震動；之後也會與國內外設備廠商合作推出再生能源客製化產品，待達到一定規模為基礎後，即可隨著市場趨勢蓬勃發展。」

但最大挑戰還是在於擴大許多客製化應用及市場之後，包含電動車充電樁、風力電機、太陽能逆變器等各種形式的新增電力裝置，都會連接到相同電力網路。但在現代AC電力系統中約有50~60%比例皆屬於非線性負載類型，因此加入PLC、變頻器等設備都可能造成電力系統諧波，產生與完美正弦波形不同的電壓或電流波形，導致敏感設備異常、失效或損壞。

蔡東諺表示：「雖然電力品質不直接影響電價，卻恐會因為增加節電設備或頻繁切換開關，而改變電力波形、交互干擾、壓降；最終都進入同一變壓器之後，將導致用電設備發熱而降低設備壽命、增加電網負荷跳電，特定頻率還可能會造成電感、電容共振而爆炸。」

因此，不僅台灣電力公司2018年已跟進IEEE 519、EN等國際法令而制訂《再生能源發電系統併網技術要點》，規範未來3.3kV以下電壓併網也應比照3.3k/22.8kV辦理。夏弗納也扮演終端設備與電源中間的介面角色，持續引進新品和解決方案，針對併入電網的各種電力來源或任意負載、彈性生產時，都能分解出畸變的正弦波訊號並還原，以降低諧波率達THDi 5%~10%，符合IEEE 519規範的乾淨電源。

圖2 : 瑞士商夏弗納電磁相容公司台灣分公司團隊引進「混合型諧波解決方案（HHS）」，有效提升電力品質。由左至右依序為：Sales Deputy Manager柯宗慶、Product Manager PQ蔡東諺、Office Manager羅威勝、Managing Direct Krattiger Stefan。（攝影／陳念舜）

同時領先台灣法令推出標準品，採取模組化設計以因應不同電力來源，提供再生能源併網專用的LCL諧波過濾器，可支援變流器(inverters)、變壓器和其他電力磁性元件等終端設備與電網介面，一旦儲能電池或AC電源反饋輸出前，都會先通過LCL過濾後再切換電流。

進而推出主/被動式濾波器整合解決方案，其中主動式濾波器(AHF)係因應半導體、紡織業等不同製程、工作站的用電量，且為達成終端需求結合工廠製造端大量客製化、彈性生產，每條生產線上皆須有對應參數，才能快速生產不同產品，導致在過程中產生大量數據，且能支援Ethernet、TCP/IP網路通訊，將功率因數、用電量或待補償諧波等資訊回傳後端SCADA，以遵循閉迴路補償控制、降低不同區域或混線生產設備產生的諧波。

並考量現今智慧製造趨勢所搭配的IDC機房系統在5G時代後，必須傳送更多大數據資料供運算分析，也會造成大量耗電與諧波，若能採取模組化設計，將更為方便維護和擴充，估計將省下40%以上體積。夏弗納也在今年發表最新同步功能模組，得以在一般工業4.0架構下Data Center用電負載較低時，主動式濾波器不必全輸出處理所有諧波，就能透過自行調整達到最佳化彈性配置，以延長設備壽命。

蔡東諺進一步指出，近年來夏弗納還特別因應智慧製造需求，積極推廣於電力系統和非線性負載之間導入「混合型諧波解決方案(Hybrid Harmonic Solution, HHS)，讓使用者可選用最簡易的方法，透過三相輸入電抗ACL抑制諧波至30%~40%；或與線路串聯被動式濾波器PHF、併聯的更高階主動式濾波器AHF，皆可將諧波降為5~10%，甚至5%以下。

尤其像目前高科技產業建廠的電力系統裡，通常不是單一的簡易負載，而會希望在導入EUV等先進製程設備前，便能確保其因為不同負載產生的總諧波須符合國際電力品質規範，再透過夏弗納PQS軟體平台找出可解決不同區域內諧波的最佳解決方案。

蔡東諺認為：「該軟體與市面上產品最大差異，便是只要經過Web註冊就能免費下載；再從特定區域拖引相關設備模型或參數進行動態模擬，就能即時顯示諧波圖形，再分別依商業大樓、IDC機房空間規劃，也符合系統設計顧問或分包商需求。」未來POS也會不斷更新演算法、速度及加入新產品，既得以確保事前達成預定諧波率、事後通過IEEE 519規範；再經由SCADA持續監控從智慧電錶、主動式濾波器取得數據，以維持每次新增設備均不變。

亞力電機聚焦綠能+儲能　放眼節能及智能化監控

亞力電機公司研究開發處協理兼綠能處處長方志行則指出，目前該公司主要業務專注於用電設備領域，提供所需變壓器、高壓配電盤等產品，並與SCADA、繼電器(relay)、不斷電系統(UPS)組成電力自動化監控系統一環，用於監控終端用電負載，以維持電力系統穩定。

方志行進一步表示，由於電力系統涉及不同領域專業考量，每種高耗能產業皆須因應各別情境下的用電波形變化規劃，且都通過電力技師驗證，未來亞力將持續朝向綠能結合儲能發展，以充分發揮節能效益；進而整合智能監控，建構系統解決方案。

尤其透過UPS搭配儲能系統雖也是造成企業新增成本之一，但因應半導體、國營企業等高耗能大型企業為了避免斷電的機會風險過高，或者考量再生能源間歇特性或瞬間電流過大衝擊電網，將影響電力品質，而須特別導入On line大型UPS協助建置不斷電儲能系統；或者利用主動式濾波器來降低諧波、檢測持續功率，甚至達到最佳化調控目標。亞力也與UPS廠商合作或自製模組化機種，以滿足IDC機房不斷電需求，也有利於維護營運和提升擴容彈性。

或者也會配合高科技業客戶積極投入新建智慧工廠所成立的內部ESCO節電服務部門，提供所需標準化電力設備，並納入多種解決方案應用，以提高智能化彈性，例如現有新款配電盤既符合標準化設計要求，並提供模組化儲能系統，將持續向其他用電大戶推廣。

但他也坦言，對比目前因為台灣電價便宜，導致儲能系統成本較高，業者可望最終回收報酬，但鋰電池壽命未必能達10年、鉛酸電池更可能只到3~4年，所以主要採取UPS結合發電機穩定供電，或併入電網售電模式，盼有賴於未來商業模式發酵。隨著台灣《再生能源條例》三讀通過後，未來促使電價上漲、躉購費率下降已成趨勢，若能善用市場機制，將可讓再生電源價值浮現。

如隨著太陽能電池、模組價格持續降低，拉近與市電價差，包含電動車、再生能源系統將會持續反饋衝擊電網，必須協助客戶妥善管理設備，支援開放通訊協定，將資訊集中可視化、數位化。以及加入台電削峰填谷、需量競價等節能政策後，企業為了賺取契約容量用電中的尖/離峰電價差，將不再只透過頻繁啟/停設備節能；還須納入再生能源電價及負載機制、儲能系統，以及對於電池充放電次數並量測，甚至可藉人工智慧(AI)在耗電過大時實行最佳化調控。

圖3 : 亞力電機公司研究開發處協理兼綠能處處長方志行指出，未來該公司將持續朝向綠能結合儲能發展，以充分發揮節能效益；進而整合智能監控，建構系統解決方案。（攝影／陳念舜）

此外，因應近年來台電積極推動「配電系統強韌計畫」，而提高設備智能化需求，亞力也趁勢提供可聯網設備及饋線終端單元(FTU)，將所有資訊都匯流到台電Data Center運算、分析；未來還可望依台電要求安裝於變壓器，以蒐集電流/電壓、溫度等訊號，再提供原始設計資訊，以協助自行診斷或示警。

方志行強調，此與過去使用者只依計畫按時更新、維護設備的作法最大不同，是現在一旦發現設備故障即可隨時掌握現況更換，還能進行設備管理。不僅能藉此防止某些變壓器在特定區域負載增加，恐造成更多損耗；還可延長客戶設備的使用壽命，降低維運或額外投資成本。目前也與該公司出口主力的東南亞新興市場合作，看好當地未來將會隨著經濟成長，不斷提高用電需求，而可協助因地制宜規劃配置電力或量測系統；並隨時記錄運行狀況上傳雲端，待必要時可依客戶要求，從遠端維護或協助設定參數。