【專題探索】國際配電等級虛擬電廠案例探討
陳俐妏、廖建棠、陳秉奇 (2014/09/05) 《台經月刊第37卷第9期》
隨著全球能源短缺、價格飆漲以及環保意識抬頭，供電可靠度、輸配線路擴充、溫室氣體排放、電業自由化，以及各類電力科技快速發展等趨勢，各國的電力系統發展多面臨大型電廠增加困難、供電壅塞區增多、用電結構改變、再生能源占比增加等問題，而台灣電力系統狀況同樣面臨現有核電廠將陸續除役、核四封存而大型電廠增加困難；消費性用戶用電量占比逐年提高，用電結構逐漸改變，外加人口多集中於都會區，造成供電壅塞地區增多；以及政府鼓勵導入小型再生能源機制，但缺乏調度機制，隨著再生能源導入占比逐漸提升，將對國內電網供電品質造成影響。
國際因應對策為發展虛擬電廠技術，虛擬電廠的概念為以資通訊技術為基礎，將適用相同類型電價制度、需量反應或分散式發電設備方案下的用戶群，如住宅型、商業型或工業型等用戶整合，提高能源使用效率。而台灣基於國家安全及能源問題考量下，藉由虛擬電廠發展以提高電網效率為台灣未來發展的重要方向。
美國虛擬電廠案例：奧林匹克半島計畫
為有效提升能源使用效率，美國早於2004年以前即著手開發住商電能管理系統及分散式電源等相關技術，然其智慧電網之概念未臻廣泛受討論，故僅止於個別系統開發。為了因應持續上升之電力負載需求，並有效結合分散式電力資源(Distributed Energy Resource, DER)，美國能源部於2004年起投入奧林匹克半島計畫(Olympic Peninsula Project)，期能藉此計畫有效整合資通訊及相關控制技術。
該計畫由美國能源部(U.S. Department of Energy)出資，並由美國西北太平洋國家實驗室(Pacific Northwest National Laboratory, PNNL)主導及管理，此外亦集結了當地的電力供應商、相關技術廠商及學者參與。電力供應商（BPA、PUD #1 of Clallam County及the City of Port Angeles）負責協調住宅、商業及市府機構作測試用途，而IBM華盛頓研究實驗室及Invensys Controls公司提供網路、通訊、伺服器等技術支援，相關學者協助制定虛擬電力市場結構，並建構自動化運算系統。
奧林匹克半島位於美國華盛頓州西北角，無論以地理環境或當地電網拓墣及特性而言，皆適合作為技術驗證場域，奧林匹克半島主要以山脈為主，居民沿著漫長海岸線的低海拔地區居住，在該區域幾個主要的城鎮中，規模最大的為安吉利斯港(Port Angeles)，當地雖工業化程度不高，但因人口快速成長導致每年約增加尖峰負載20MW。安吉利斯港主要指憑藉兩迴路源於奧林匹亞(Olympia)變電所之230-kV饋線供電，長距離的電力輸送可能使末端電壓過低，且冬季極端用電需求時段亦可能發生電壓不穩或甚至崩潰之情況。
鑑於上述，美國奧林匹克半島計畫旨於透過通訊技術整合該區域現有的分散式電力資源，以解決區域電力傳輸壅塞之問題（圖1）。
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