發展目標
近年由於國際的經濟與能源型態正在發生劇烈的變化，新一輪世界能源的變革已經拉開了序幕，因而發展低碳經濟、保障能源安全、解決環保問題、應對氣候變化與實現能源永續發展利用，成為國內外的普遍共識。作為能源供應的重要環節，電力系統對於能源的發展至關重要，因而其發展模式也因此面臨巨大的挑戰與重大的抉擇。國內外電力行業與研究單位，近年紛紛積極投入發展一系列的創新性探索與改革，致使智慧電網(smart grid)的理念逐漸形成，成為全球電力產業對未來挑戰的共同選擇。
智慧電網是將感測與量測技術、整合的通訊能力、先進的元件技術、先進的控制方法、改良的介面與決策支援以及電力系統的基礎建設整合而成的新型態現代化網路。其主要的發展能力體現在以下幾方面：(1)可觀測能力：利用先進的感測與量測技術，實現對電力系統準確地電性擷取；(2)可控制能力：可以對監測的對象進行有效地控制；(3)即時分析和決策能力：實現從資料、訊息到智慧化決策的提升；(4)自適應和自愈能力：實現自動最佳化調整和故障自我修復。
強化現行電網可於電力系統基礎、技術支援、智慧型應用以及標準與規範等層面來實施，其關聯如圖所示。電力系統基礎層面是電網的實體建設，為實現電網強健化的根本；技術支援層面囊括了先進的通訊、資訊、控制等應用技術，是提供電網智慧化的基礎；智慧型應用層面是保障系統安全、經濟與高效率的運轉，最佳地利用能源與系統資源，為用戶提供高可靠度的服務；而標準與規範層面則是指技術、管理等方面的標準和規範，亦包含相關試驗、認證和評估等，是提供建設智慧電網的制度保障。
圖、強化智慧電網基本架構示意圖。
由此可知，進行系統即時分析、擷取系統特性、整合電力通訊、監測技術自動化與標準化是完成智慧電網的重要步驟之一。近年由於電力電子設備，以及分散式再生能源的整合，造成舊有電力系統不少衝擊，進而引起用戶對電力品質的高度重視，電力公司亦對此項重點投入不少心力，除了發展各項保護與補償機制外，更是長期開發了有效的電力資訊監控系統。然而隨著要求的品質逐漸地提高，既有系統將面臨改進或更新的挑戰，因此本實驗室在近程發展目標中，主要將針對此方向進行開發與研究，整合以往所開發之電力量測分析技術，藉由參與國家能源型發展計畫及與電力公司和產業界的合作，完成提高電網監測基礎技術、延展電網管控智能、整合電網運轉資訊、建立電網評估與試驗規範等目標。
發展先進讀表基礎建設(advanced metering infrastructure，AMI)是促成電網現代化最基礎的第一步，先進讀表基礎建設並非是單一的技術，而是多項技術整合的成果，其提供了電力使用者端與系統業者與運轉操作端的智能連結，為智慧電網的主要建構主幹。然而檢視目前所發展之能源資通訊技術，主要建立在非侵入式的監控層面，對於電力系統狀態診斷尚嫌不足，因此本實驗室在遠程發展目標中，希冀採用電力電子訊號技術(power electronic signaling technology)為系統進行深入的檢測，以及早探知系統病徵，主要可著重在以下各方面：
通訊方面應用：利用能量小但可識別的訊號於電力系統中，進行長距離的資訊傳遞。即使現階段發展的能源資通訊技術得以完成部份電力資訊的管控，但整體而言，這些管控設備皆是電力系統基礎架構以外的部件，一旦其運轉電源喪失或設備發生異常，電力系統各層級間的聯繫便會中斷，進而減低電網自動化智能。因此如能透過電網本身的基礎線路架構進行通訊，不僅能減少多餘資通訊設備的建置投資，亦能確保系統資訊的傳遞。
監控方面應用：利用能量小且具有特殊特徵的干擾訊號，進行電力系統侵入式的狀態診斷。現階段的電力系統量測及分析，主要是利用電力儀表進行電量的資訊擷取，而對於難以裝置儀表的量測點便使用狀態估測的方式或離線運轉方式進行評估，因此較缺乏系統整體的檢測精確性。因此如能透過電力電子技術對運轉中的系統加入些許小而特殊的擾動訊號，便可提供不少即時且系統性的完整檢測，如線上馬達熱保護、孤島狀態的電網阻抗監測、無接地系統的故障線路辨識、發電機接地故障檢測、高壓直流輸電系統中性線接地故障偵測等。
主動保護應用：利用電力電子訊號技術主動地發出控制命令，以觸發保護裝置動作。
由於智慧電網係屬於大型長期計畫，對於國內未來電網發展具重大影響，而我國智慧電網相關技術仍處於發展階段，希冀透過近程與遠程的發展方向，強化電力系統監測技術，促進發電端、用戶端之間訊息資料能夠充份整合，平衡電網之供需平衡，協助未來更精確管理再生能源的導入需求，促進我國電網智慧化。