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資工系教授以物聯網技術開發太陽能電廠監控系統 增安全性
第 181 期【2022-03-01】
【產學合作】
資工系教授以物聯網技術開發太陽能電廠監控系統 增安全性
氣候變遷、全球暖化與減碳政策推行下，綠色能源將會是未來的主要能源。弘光科技大學資訊工程系教授童建樺發揮多年在土木結構安全監測的經驗，與中部從事太陽能光電發廠設計、建置、投資大廠的力瑪科技進行產學合作，運用物聯網技術開發太陽能監測系統，且該系統已經取得工研院認證，能夠與台電公司配電級再生能源管理系統相容，可提供電力供全台灣使用。
國內太陽能電廠大部分是民營，童建樺表示，產出的綠電要併入台電電網，必須符合台電嚴格規定。除定時回報電廠數位電錶之發電量、電壓、電流等參數值台電管理系統外，在達到設定參數異常管理門檻3秒內，主動通知台電並接受調控指令，即時控制電廠內的太陽能光電逆變器調整發電功率。此外，太陽能電廠亦需要設備將發電資訊傳送至雲端伺服器，掌控電廠即時資訊，並由長時間累積的大數據分析作為電廠營運與調整的重要依據。因此，2年前與力瑪科技合作，研發單晶片為基礎的監控系統。
「要做就做最好的。」童建樺指出，他開發的太陽能電廠監控系統，不同於傳統電腦式監控系統架構，以單晶片為基礎，結合物聯網及邊緣運算技術，依據太陽能電廠監控的需求，從電路、韌體、通訊技術、資料交換協定、雲端平台，皆量身訂做，設計出最佳化的整合系統。
童建樺說，該監控系統在2021年初通過工研院認證，包括模擬伺服器、傳送電量相關數值等測試皆通過認證，可與台電公司配電級再生能源管理系統相容，目前已經配置在國內太陽能發電廠內，即時回傳台電公司系統該電廠重要的發電參數，並接受配電系統控制，調控發電量以穩定電力電網運用，截至目前為止，已經在22座的國內太陽能電廠裝置該系統，總發電容量達232MW (百萬瓦)。
「單晶片物聯網技術的電廠監控系統，採用無作業系統的邊緣運架構，不需要依賴電腦，穩定性及效能比傳統的好。」童建樺強調，更重要的是，無作業系統的單晶片架構，可以避免傳統因作業系統漏洞易受駭客攻擊，減少資安漏洞，大幅提升該監控系統的安全性，避免駭客惡意攻擊電網監控設備，影響全台供電。
童建樺進一步說明，他設計的電廠監控系統，可先將大量數據轉換成有用資訊後再回傳雲端伺服器，能大幅降低網路資料傳輸量以及雲端伺服器負載。異於傳統PC-based系統需以定時器定時斷電確保不當機的做法，他設計的單晶片系統具備自我檢測韌體，可自動排除問題，執行起來非常穩定。因此，該系統能配合國家太陽能光電發電的拓展需求，提供可靠的電力電網調控。值得注意的是，經由特殊的程式設計技巧，監控設備不需更新韌體，可經由雲端伺服器上傳任何廠牌設備參數就可運作，該特性是未來協助力瑪科技把該系統推廣到國際市場之重要利器。
國內太陽能電廠大部分是民營，童建樺表示，產出的綠電要併入台電電網，必須符合台電嚴格規定。除定時回報電廠數位電錶之發電量、電壓、電流等參數值台電管理系統外，在達到設定參數異常管理門檻3秒內，主動通知台電並接受調控指令，即時控制電廠內的太陽能光電逆變器調整發電功率。此外，太陽能電廠亦需要設備將發電資訊傳送至雲端伺服器，掌控電廠即時資訊，並由長時間累積的大數據分析作為電廠營運與調整的重要依據。因此，2年前與力瑪科技合作，研發單晶片為基礎的監控系統。
「要做就做最好的。」童建樺指出，他開發的太陽能電廠監控系統，不同於傳統電腦式監控系統架構，以單晶片為基礎，結合物聯網及邊緣運算技術，依據太陽能電廠監控的需求，從電路、韌體、通訊技術、資料交換協定、雲端平台，皆量身訂做，設計出最佳化的整合系統。
童建樺說，該監控系統在2021年初通過工研院認證，包括模擬伺服器、傳送電量相關數值等測試皆通過認證，可與台電公司配電級再生能源管理系統相容，目前已經配置在國內太陽能發電廠內，即時回傳台電公司系統該電廠重要的發電參數，並接受配電系統控制，調控發電量以穩定電力電網運用，截至目前為止，已經在22座的國內太陽能電廠裝置該系統，總發電容量達232MW (百萬瓦)。
「單晶片物聯網技術的電廠監控系統，採用無作業系統的邊緣運架構，不需要依賴電腦，穩定性及效能比傳統的好。」童建樺強調，更重要的是，無作業系統的單晶片架構，可以避免傳統因作業系統漏洞易受駭客攻擊，減少資安漏洞，大幅提升該監控系統的安全性，避免駭客惡意攻擊電網監控設備，影響全台供電。
童建樺進一步說明，他設計的電廠監控系統，可先將大量數據轉換成有用資訊後再回傳雲端伺服器，能大幅降低網路資料傳輸量以及雲端伺服器負載。異於傳統PC-based系統需以定時器定時斷電確保不當機的做法，他設計的單晶片系統具備自我檢測韌體，可自動排除問題，執行起來非常穩定。因此，該系統能配合國家太陽能光電發電的拓展需求，提供可靠的電力電網調控。值得注意的是，經由特殊的程式設計技巧，監控設備不需更新韌體，可經由雲端伺服器上傳任何廠牌設備參數就可運作，該特性是未來協助力瑪科技把該系統推廣到國際市場之重要利器。
