【專題探索】台灣發展智慧電網系統整合創新技術布局策略建議
陳彥豪、林法正、盧思穎、左峻德 (2018/04/09) 《台經月刊第41卷第4期》
全世界以集中式發電而發展之電力系統已超過100年，整體之調度與布建均是以大型集中式發電廠為中心，台灣亦不例外。在國際間積極推行減碳政策下，隨著太陽能、風能等再生能源發電成本下降，全球性的能源轉型正在進行。然而擴大再生能源使用將面對再生能源與傳統電力系統整合、系統運作靈活性、系統穩定性、能源事業效率及市場架構等方面的新課題。
政府推動2025年達成非核家園政策，提高綠能發電比例，可預期台灣將經歷重大的能源與社會轉型工程。隨著國內分散式再生能源蓬勃發展，台灣能源系統將朝向多能源共存、分散式、區域化方向發展。未來能源系統必須整合各種型態電源，以用戶為中心，利用資訊通訊技術結合再生能源、電能儲能系統、智慧電表等設備，搭配最佳化能源管理，促進節能、降低尖峰負載，以更有效率方式建構智慧綠色能源系統。本研究參考國際經驗，從分散式電源、需量管理、儲能系統及智慧能源整合發展趨勢，研提台灣發展智慧電網系統整合創新技術布局策略建議，供各界參考。
傳統集中式電力系統與輔助服務運作
電力供應是由發電和電力輸送實現，需要能同時(simultaneously)、即時(instantaneously)、可靠的(reliably)滿足所有消費者的需求。若要提供用戶所需電力，電力系統的運作需要事先規劃，系統運作亦需引導以此目標為核心。然而，缺少儲存與具有反應能力需求，操作者需要規劃及操作電廠及輸電網，使得供應與需求在每天所有時刻、每年中的每一天於所有地點可以精確的相互匹配。傳統上電力事業為對大區域提供服務，發展出電力事業經濟等級的發電技術。然而規模不斷提升的發電機組，其缺點在於如果機組發生不可預期的停機，該機組很難被取代。為解決集中式電力系統高備用容量成本問題，電力公司於鄰近電力公司之間建設足夠輸送電力的雙邊互聯輸電線路共享備用容量，以便在發電設備發生重大事故時輸送電力。傳統輔助服務多專注在維護電力的可靠度並支持輸電系統，這些服務則即時或在很短的期限內被產生與消費。
再生能源饋入電網及用戶需量管理發展趨勢
（一）再生能源電力饋入電網課題與對應機制
風力、太陽光電等再生能源有電力供應不穩定的特性。傳統上電力線路上電壓隨著負載電流從變電所朝線路末端逐漸遞減，不過隨著太陽光電發電系統逐漸加入，線路上電壓可能因為分散式電源逆送電力使得末端電壓上升。在頻率變動方面，若系統中併接到高壓系統的風力發電比例增加，則系統頻率變動幅度也將增加，影響電網穩定度。近年來國際間已經發生電網間歇性發電接納容量對擴大再生能源利用的限制課題。
全世界再生能源在過去保證電力收購、優先上網的躉購制度，或要求電力事業承擔再生能源配比義務的推動下，再生能源已經成為電力系統中主要電力來源之一，並累積大量的運轉經驗。近年來由於陸上風電及太陽光電等再生能源的發電成本大幅下降，及企業重視其社會責任擴大再生電力利用趨勢，可預期自願性市場將進一步推升再生能源占於電力系統比例。間歇性再生能源電力饋入電網機制，也將從過去無條件優先併網，轉換為強化再生能源併網管理或加強對再生能源發電量預測，要求再生能源發電設備參與電力系統的排程與調度機制運作。
智慧電網、虛擬電廠、分散式能源、需量反應、儲能系統、再生能源整合、智慧能源管理、電力市場機制、能源轉型政策、綠能調度平台
分享：
