电力线通讯(plc)系统工程系列专刊(二)：电力系统与住户电力网路

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1、電力線通訊(PLC)系統工程系列專刊(二)─電力系統與住戶電力網路台電綜合研究所蒲冠志博士工研院資通所林俊良專案經理電力線通訊（PowerLineCommunication,PLC）顧名思義就是利用既有電力線，將數據或資訊以數位訊號處理方法進行傳輸。一般來說，電力線通訊系統的應用可分為兩種，一種為光纖網路連接到變電所然後透過中壓電力線PLC與低壓電力線PLC連接到用戶。另一種則光纖網路連接到桿上變壓器，然後直接以低壓電力線PLC連接到用戶。然無論何種PLC方式，其背後骨幹網路（Backbone）均為光纖網路。因為與既有電力網路有著相當密切的關係，所以本文將針對整個

2、電力系統進行介紹，其中包含從發電系統、輸電系統到配電系統。另外，由於目前電力線通訊備應用在用戶內網路最為普遍，然各種不同用戶因所處建築物型態的不同，期電力網路配置也將不同，所以本文也將針對用戶電力網路進行詳細介紹。整體電力系統介紹電力系統為各組成元件互相連結成之網路，其主要構成包括：（1）發電系統，（2）輸配電系統與（3）用戶（負載）。其中發電系統為各種發電設備相關之統稱，目前發電方式包括水力、火力、核能與其─1─他發電方式（如太陽能、風力、生質能、地熱、潮汐與燃料電池等）。以下將針對上述發電系統、輸配電系統與用戶（負載）三部分逐一說明。圖：電力系統構成【發電系統

3、】發電機為發電系統最主要組成元件之一，它是一種能量轉換裝置，將各種非電能型式的能量轉換成電能，再透過變電設備與輸配電傳輸系統將電能傳送到各用戶。發電機依動能輸入不同，目前較主要可區分為，石化燃料（煤、石油或天然氣）火力發電，核能發電與水力發電。石化燃料火力發電主要利用煤、石油或天然氣等石化燃料加以燃燒產生蒸汽，再利用蒸汽驅動渦輪機帶動發電機而產生電能。核能發電主要利用可控制的核分裂產生能量加熱核能蒸汽產生器而帶動發─2─電機，主要可分為沸水式反應器（Boiling-WaterReactor,BWR）與壓水式反應器（Pressurized-WaterReactor,

4、PWR）。水力發電主要利用水位落差的位能轉換成動能驅動水輪機而帶動發電機產生電能。基本上水力發電分為傳統水力發電及抽蓄發電兩種，傳統水力依儲水能力又細分為（1）川流式發電：無攔河壩或用臨時壩方式將河川之水引入電廠發電，其發電量與上游河川流量有關，有多少流量的水發多少電，（2）調整池式發電：建有較小型蓄水壩，依蓄水量之多寡，作調節性的發電運用，（3）水庫式發電：建有大型蓄水壩，於豐水期蓄水，配合下游用水需要，將儲水發電後提供下游使用。另外抽蓄發電係設有上、下池，用電尖峰時段取水發電，發電後用水儲於下池，離峰用電時段再用多餘電力將下池的水回抽到上池，以備用電尖峰時段取

5、水發電。除了上述幾種發電方式外，由於能源危機浮現，所以運用其他能源發電方式也漸漸為人們所注意，諸如太陽能、風力、生質能、地熱、潮汐與燃料電池等，就目前台灣電力系統而言，幾種主要發電方式分佈如圖：─3─圖：發電機組分佈【輸電系統】電力系統是由發電系統、輸電系統與配電系統結合而成，輸電系統為電廠與用戶間的橋樑，是電力系統的動脈，由綿亙全省的輸電網路與變電所所組成。輸電系統的任務，除保持電力傳輸網路的暢通外，亦致力於系統設備完善的調度、運轉與維護，以維持電力品質、降低電力損失，同時也需因應系統的變化、國家經濟建設發展、民眾權益的保障及環保景觀等考量，作變電與線路設備的擴

6、充、改善與變更。─4─圖：輸電系統結構圖以台灣電力系統為例，輸電系統依電壓等級可分為345KV、161KV與69KV三種。一般發電廠發電後會透過發電機變壓器將電壓提升到345KV，然後經過輸電線作長距離的電能輸送將電力送到超高壓變電所（345/161KV）。接著經由超高壓變電所變壓器將電壓降為161KV，然後將電力送到一次變電所（161/69KV），通常一次變電所已經較接近負載中心，最後將電力傳輸到二次變電所（69/11.4/22.8KV，另外一種變電所為161/11.4/22.8KV，稱為配電變電所），此時電力已經被引入負載中心（市區），到此階段，電壓等級於69

7、KV以上都稱為輸電系統。【配電系統】─5─輸電系統將電力傳送到二次變電所或配電變電所，此時電壓已經降到11.4/22.8kV，從此以下到用戶間稱為配電系統。電力公司為了提供用戶穩定與高品質的電力，訂定了「配電系統規劃準則」，使配電系統規劃人員，就中、長期觀點，整體規劃配電系統供電能力，以增進系統供電可靠度並確保系統轉供操作靈活，其通則為：配電系統規劃，應配合地區之都市計畫或開發計畫研討長期負載需求，以對該地區之變電所需求、配電電壓、配電方式、系統型態及管線系統等進行整體性之規劃，配電系統依地區特性、用電需求及負載型態等因素規劃適用之配電系統型態，說明如下。(一)架

8、空配電系統