Page 43 - Vol.14

Tech
Notes
技術專文

Power Signature

Analysis and

Application

文│李文振│新廠設計部│
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本文主要是探討電力電紋特徵辨識技術如何應用於電力監控，提供電器設備使用狀況、使用者用
電行為及提供各種智慧與電能管理，並瞭解其應用關鍵技術及未來可能發展功能。目前半導體晶
圓廠電力監控系統架構雖能瞭解用電分佈，但仍無法瞭解個別負載用電狀況及模式。期望藉由此
探討來瞭解應用於半導體晶圓廠的機會，以達成更先進的能源管理功能。

前言 文獻回顧 其負載用電資料之解析度只能瞭解各主要用電迴路 計畫方法
用電資訊，至於下游負載用電資料則是黑盒子，無
從瞭解，除非利用人工現場抄錶或量測，耗費人力
目前監測負載電力使用情形是於電力總輸入端 負載用電監測是設計電力系統重要的關鍵，而 非侵入式負載監測系統的電紋特徵辨識技術基本原
及時間。
安裝電錶來量測耗電量，此法只能瞭解總用電 監測技術分為侵入式及非侵入式負載監測 [1] 理是利用各種演算法挖掘、辨識負載啟動 / 停止及
由上述回顧可以瞭解傳統式電力監控系統雖可監測
量，無法知悉負載總類、特性及負載個別能 (如 圖一 )，其兩者間差異為侵入式必須於每 運轉的獨特電力特徵。主要分析模式可分為穩態條
負載用電情形，但建置成本昂貴，且其資料解析度
耗、使用模式，對於負載用電效率、負載是否 個負載供電端安裝電壓、電流感測器並與電錶 件及暫態條件分析。穩態條件分析會利用電壓、電
不足以掌握所有負載用電狀況，對於系統運轉而言，
老化及提供節能建議更是不可能實現的功能。 結合來得知電力使用情形，而非侵入式僅於各 流、實功、虛功、電流諧波…等等 [3][4]，其資料
必須花費許多人力於負載管理。如何利用現有系統
如果要掌握所有用電設備電力耗量，代表監測 迴路電力入口端安裝可折式電壓、電流感測器 取樣速度不需要太快，只要在數秒之內一筆即可。
與設備來結合非侵入式負載電紋特徵辨識技術來監
解析度越高，必須安裝更多的量測電錶，意味 及電錶，搭配訊號分析及負載辨識技術，監測 而暫態條件分析最主要是利用暫態電流波形分析設
測及管理下游負載將是未來發展趨勢。
著高建置成本及未來維修考量。本文將以目前 流程較複雜、困難，但具易於維護及低建構成 備啟動特徵，來辨識設備同時啟動的問題，故取樣
已發表之智慧電表技術研究成果作一概略介 本優點。傳統式電力監控系統主要功能如：自
紹，以瞭解智慧電表如何搭配現今卓越的電腦 動抄錶、電力品質監視、狀態監視、用電監視
硬體能力及各種演算法來偵測及辨識各負載耗 及記錄、電力需量監測及控制等，所有用電資 微笑看待每一天，縱然有心情低潮的時候，也要全力
文振
電情形，既可監測負載用電情形來做為能源管 料的擷取必須於電力供應系統建置時於現場端 李 W.J. Lee 以赴。加入新工設計團隊三年多來，學習到許多建廠
理的基礎，也可節省建置成本。 安裝許多電壓、電流感測器及與智慧型電錶來 經驗及新知，促使自己與團隊成長，是壓力也是幸福。
把握當下，珍惜人生。
獲取用電資料，此方式即為侵入式負載監測，

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