智慧電網發展到目前，其理念已經很清楚的傳達給普羅大眾。過去由發電廠為核心向電網供電的方式一直為主流，然而未來的趨勢，將是由更多的不同來源的發電設備向電網提供電源。這包括大到核能、火力與水力發電廠，或者小至太陽能、風力、天然氣甚至能源採集等發電方式。為確保負載、電壓和整個電網的穩定，建立複雜的電網架構也成為了必要。

智慧電網串起能源供應網路

未來，大型風力發電場、大型的太陽能供電站以及其他可再生能源，將在全世界電力供應中扮演重要角色。消費者和大型企業將透過地下室的小型發電設備或者屋頂的太陽能電板來自行供應部分電力，再透過智慧電網這樣的平台，將不同來源的電力統一調度分配給不同設備和電器，並同時按照優化原則，讓各種設備在電價最低和最需要的時候才運作。

智慧電網的本質在於滿足個性化的電力需求，因此，環繞著電力產生和使用需求而提供的電力服務，以及多樣的供電模式，將帶動能源發展方式產生巨大轉變，也必將讓現有電力設備的技術升級，並催生新型電力設備。

《圖一　家用電力線網路聯盟主席Rob Ranck(右一)說，HomePlug GP規格為低功率、高可靠性且具成本效益，以「智慧電網」應用為目標，例如家電、智慧電錶、空調系統及PEHV。》

以目前全球各國積極投入智慧電網的建置，但目前以住家或大樓為一個單位的小型電網必須能相互連結，才能與智慧電網串聯成一體的情況成為一大挑戰。這樣的需求也吸引各種有線與無線通訊技術紛紛積極搶進此一市場新藍海。電力線通訊（PLC）便是其中非常有機會在智慧電網領域發展的技術之一。

畢竟在智慧電網應用中，智慧電表將發揮關鍵作用。而設計人員需要為智慧電表與資料集中器之間的通訊選擇適合的通訊方式。這時，透過PLC技術利用電力線作為資料傳輸介質，利用已有的電力配電網進行通訊，不需要重新佈線，訊號不會因為通過建築物牆壁而衰減甚至受到遮蔽，而且成本相對較為低廉，故在智慧電表的應用上受到青睞。

目前全球許多國家或地區都投入部署智慧電表系統，並採用PLC自動遠程抄表方式。如歐盟要求成員國在2022年前將電表全部更換為智慧電表。一些業界領先公司及先期試驗項目也頗具參考價值。法國也啟動了Linky電表項目，計劃在2012年到2017年間，將法國的3500萬個傳統電表統一更新為Linky智慧電表。此項目為智慧電表到資料集中器之間的通訊選擇了PLC技術，然後再利用整合封包無線電服務（GPRS）技術將資料傳送到該公司的資料中心。

PLC智慧電表應用使用到PLC電表（單相或三相）、資料集中器、耦合變壓器及電纜等相關元件。圖一顯示的是典型的PLC智慧電表網路示意圖，為數眾多的PLC智慧電表透過電力線連接至資料集中器，然後再藉GPRS、GSM或乙太網等方式將資料從集中器傳送至電力機構的資料中心。

PLC顧名思義是以電力線纜為載體，但在部分老舊地區，其電力線迴路已大量耗損，可能直接影響訊號品質，導致實際傳輸速率降低等問題發生。家電用品中，包括微波爐、吹風機等也會干擾PLC，導致訊號中斷等問題，這些都還有待克服。

《圖二　Qualcomm Atheros網路事業行銷部副總裁Todd D. Antes說，PLC利用已有的電力線作為傳輸介質，不需要重新佈線，訊號不會受到遮蔽，而且成本較為低廉，故在智慧電表的應用上受到青睞。》

HomePlug GP搭配智慧電網相得益彰

在現今的電力線傳輸（PLC）市場上，主要有三大陣營，包括Homeplug Alliance、UPA和HD-PLC Alliance。目前以Homeplug的歷史最久，成立至今已經超過10年，並擁有超過65家的通訊公司為主要會員、以及220項產品的許可認證，市場上超過90％的電力線通訊產品皆採用Homeplug技術。2010年更加入IEEE行列，開始認證IEEE 1901電力線傳輸專用標準。

《圖三　恩智浦大中華區資深行銷協理梅潤平說，恩智浦早就針對綠能五大區塊包括智慧電網、太陽能、供電系統、汽車電子及LED照明加強發展力道。未來只要提到綠能，就不能不想到恩智浦。》

根據In-Stat、Infonetics 及 Pike Research等機構提出的最新研究報告顯示，HomePlug技術標準在全球持續享有領導地位。Homeplug技術從原先僅14Mbps的Homeplug 1.0，目前已發展到速度達200Mbps的Homeplug AV規格，現也正準備發表可達Gigabit等級的Homeplug AV 2規格。近年來，由於家庭數位多媒體應用蔚為風潮，消費者大量使用影音傳輸，使得頻寬可達200Mbps的Homeplug AV版本逐漸受到重視。此外，HomePlug協會也研擬了針對智慧電網應用、符合IEEE 1901標準的Green PHY新規格，以搭配各種電力設施並結合網路的運用。

《圖四　eMeter全球聯盟暨合作夥伴副總裁Lisa Caswell指出，建置智慧電網是節能減碳策略的重要環節，而第一步就是將傳統電表逐步更新為智慧型電表系統，預計將可帶來龐大的產業商機。》

據了解，為了讓電動車獲得廣泛接受，必須整合至現有及新興的基礎建設中，並連接至智慧電網。為電動車充電時，需透過充電插頭建立通訊介面，HomePlug Green PHY提供支援所有AC及DC充電模式的通用通訊標準。

HomePlug GP規格於2010年 6月正式完成，為低功率、高可靠性且具成本效益的電力線網路規格，並以「智慧電網」應用為目標，例如家電、智慧電錶、空調系統及充電式混合動力電動車（PEHV）。電力公司及製造商希望採用如 HomePlug GP之類的通訊網路技術，協助消費者及企業監控並降低能源消耗。

目前HomePlug技術獲得德國主要汽車製造商奧迪、BMW、戴姆勒、保時捷及福斯等的支持。據了解，共同參與「辦公室協同充電介面」(Coordination Office Charging Interface)計劃的五家德國汽車製造商，經過密集的案例研究與測試之後，決定支持HomePlug的IEEE 1901組合的Green PHY (GP)，做為電動車的充電介面技術。此外，HomePlug 已邀請上述汽車製造商參與HomePlug Green PHY認證計劃之制定工作。家用電力線網路聯盟擔任IEEE 1901的驗證與認證機構，並負責管理最大型的電力線網路產品的相容性與互通性認證計劃。

《圖五　TI亞洲區市場開發經理陳俊宏說，智慧電網與太陽能發電興起，對於MCU要求更低的功耗，卻又要發揮最大的運算速度以減少能量損失。TI的高性能MCU產品正是為了滿足此市場需求。》

至於與熱門的智慧電網結合方面，Green PHY即是在電網中只留下低速的訊號，利用這些訊號將家庭電力使用狀況和PLC網路結合後，將可協助電力公司和一般民眾掌握配電狀況。舉例而言，將其符合標準的晶片嵌入電錶後，民眾用電的度數將自動上網統計，電力公司也可和民眾協調在低度與高度用電時段的用電計畫，以減少各種電力負荷，降低危險。

Pike Research分析師Bob Gohn表示，標準的採用是推廣智慧型家電的關鍵因素，而我們的研究顯示，HomePlug Green PHY最有希望成為電力線標準，並且讓製造商有信心推出更多相關產品。