【專題探索】微電網系統供電成本分析模式介紹
洪幼倫、盧思穎、陳彥豪 (2017/05/20) 《台經月刊第40卷第5期》
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)及城市(鎮)微電網(Urban Mini Grid)三種。
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。
微電網的經濟性是其吸引用戶並得到推廣的關鍵之一,而微電網的經濟效益是多方面的,對用戶而言,經濟效益在於能源高效利用、環保以及安全可靠的客製化電能服務,而最佳化資源配置和提供高效率能源,則是微電網具有經濟效益的主因。本文將分別介紹非併網型與併網型微電網供電成本分析模式,於離島地區、本島偏遠地區或都會區推廣微電網系統時,可於系統設計階段納入經濟效益分析,規劃微電網最適系統組成與裝置容量配比,並可根據使用者需求選擇設備種類,分析比較不同組成與裝置容量配比的供電成本,提供有意願導入的使用者進行初步經濟效益評估。
微電網系統不同應用方式之經濟性誘因
全世界許多離島或偏遠地區由於系統規模小、距離大型電力系統遠,多由個別用戶以柴油機或獨立系統供電,使用碳排放高的化石燃料。由於燃料需遠距運輸,燃料與運輸的高成本導致發電成本高,存在電力供應經濟性課題。微電網技術應用主要分為非併網型與併網型,非併網型微電網系統主要應用於離島或偏遠地區,若於離島地區或偏遠地區大量導入再生能源將可減少燃料使用,同時解決環境與成本問題。然而導入大量再生能源可能降低電力系統供電品質與穩定性。若以微電網技術為基礎擴大再生能源利用,隨著儲能技術成本下降,將有機會改善再生能源作為離島或偏遠地區供電解決方案之供電品質及可靠度。併網型微電網系統主要應用於都會區,可於非常時期(颱風、停電)作為緊急備用電源。未來若政府擬擴大再生能源利用,具儲能系統之微電網將被賦予扮演不同再生能源與用戶的負載、備用電源,甚至市電協同運作的角色。
「能源國家型科技計畫」智慧電網主軸中心推動各項國內微電網系統示範計畫,非併網型主要應用於離島地區,示範場域如南沙太平島微電網系統、小金門東坑社區微電網儲能系統及澎湖東吉嶼微電網系統等,併網型主要應用於偏遠地區與都會區,相關推動案例如屏東縣政府於林邊光采溼地建置智慧型微電網、中科院於小林二村進行用戶與併網儲能系統實證、台北市政府推廣公共住宅微電網計畫。
台電公司未來微電網建置將以離島型及偏鄉防災型兩大類為主,2017年度台電公司於新北烏來福山部落啟動首座「防災型微電網」可自主供電14天,其未來將進一步就全台5,000處緊急避難區布建防災型微電網,下半年從澎湖七美、望安島相關設施將逐步啟動。
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