【經濟變．辨．辯】各國微電網示範計畫介紹
陳彥豪、陳彥宏、胡桓祥 (2010/07/05) 《台經月刊第33卷第7期》
當今傳統電力系統面臨諸多挑戰，例如現行離線方式之應變計畫存在發生連鎖停電的風險、再生能源與新能源發電的不穩定、開發中國家人口成長速度遠高於電網的建置速度等。面對以上挑戰，世界各國之電源供應系統逐漸朝向分散式電源發展，擴大再生能源利用，提高能源的利用效率，降低能源密集度。然而再生能源及新能源發電的不穩定特性，當其併入電網之容量占比逐步提高而達到某個程度時，自亦影響電力系統的穩定度，需發展即時有效監控／調度分散式或再生式電源技術，降低分散式電源併網帶來的衝擊，因此美國、歐洲與日本等先進國家近年都積極投入先進電網技術研究。
微電網(Micro Grid)的主要概念為，將分散式電源以電力電子與資通訊技術(ICTs)為核心進行系統整合(Integration)，以取代傳統電源的個別併網方式。微型電網應用範圍與分類依其電力等級、系統形式與使用者類型，可分為村莊微電網(Village Micro Grid)、柴油發電微電網(Diesel Mini Grid)，以及城市（鎮）微電網(Urban Mini Grid)三種（圖1）。村莊微電網為非併網系統，多用於電力基礎建設落後地區，提供基礎電力改善生活品質。柴油發電微電網亦為非併網系統，利用於島嶼、村落等不易併聯大電網區域，降低柴油發電成本和化石能源利用、提升電力普及率。城市（鎮）微電網則用於已具備電力基礎地區，建立次世代配電系統，使配電網可孤島運轉，以提高電力供應安全與再生能源使用。以下將就肯亞、日本、歐洲與美國之微電網示範計畫進行介紹，提供學研界進行規劃台灣微電網示範計畫之參考。
圖1 微型電網應用範圍與分類圖
肯亞微電網示範計畫介紹
非洲是一個缺乏能源的地方，大部分的人仍然生活在沒有電力的世界，因此開發鄉村地區的電力系統有以下優點：可有燈光能提供家庭教育、夜間可以實施醫療保健、可提供較佳的工作環境、增加工作機會，創造地區收入，因此減少人口外流，增加稅收，也改善當地的基礎設施。然而許多國家幅員廣大，但電力網路等基礎建設卻相當缺乏，若可建立獨立性之微型電網，不但可縮短整體電力建設時程，並可立即改善當地生活，因此近年來微型電網之發展在非洲受到相當大之重視。Mpeketoni位於肯亞之海岸省(Coast Province)的拉姆區(Lamu District)（圖2），人口約三萬人，土地面積約14,000公頃。這個村落始於七○年代的移居計畫。在1994年，當地人與GTZ/SASP合作，開始了MEP(Mpeketoni Electricity Project)社區型電網計畫。早期系統由柴油火力發電與配電系統組成，該電網並未與國家大電網相併聯。該系統自2004年開始進行多次的擴充與經營上面之轉變，中小企業是該系統服務的最大群組。
圖2 Mpeketoni位於肯亞之地理位置
1.推廣微電網系統對落後地區之意義
該系統峰載發電容量需求約200kW，年發電量約19萬度。社區內外對電力需求雖然逐年提升，然而該系統之設備維運、維持電力品質和可靠度等成本高限制電力系統擴張。該系統發電設備以柴油發電為主（圖3），1994年後國際原油價上漲，導致系統之電價逐年上升。為能穩系統之電價，2004年開發中國家聯盟協助評估利用風力等再生能源發電設備對降低發電成本和電價之可行性。微電網供電後，對Mpeketoni社會之製造業、農業、商業與教育等產生不同之正面影響。在製造業方面，整體生產力提升，每位木匠的裁縫師生產力倍增，每日的總收益增加接近四倍。在農業方面，因當地增設維修廠造成各種農業機具普及而改善農夫耕種效率。對銀行業與傳播服務等行業導入資訊設備，降低鄉村商業營運成本。最重要影響是在教育方面，由於學生可以使用電腦、影印機，並可於清晨以及傍晚上課，使得學生們學習效率與學業表現有明顯的提升。
分散式發電、能源自主、電力品質、智慧電網、再生能源整合、孤島運轉、能源政策、電力基礎建設、微電網示範、多元供電模式
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