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區域能源調度的救援投手:電力輔助服務

  • 顏哲淵

Image by Michael Gaida from Pixabay

前篇「區域間能源調度的微血管—虛擬電廠扮演的核心角色」我們談到,面對再生能源占比提高、其電力供給的間歇性、隨機波動性,與未來電動車產業可能造成無法預期的電力消費突增,都有可能使區域電網電壓不穩定、系統頻率驟降,影響供電可靠度,因此自動需量反應成為管理電力需求的一大解方。

然而除了電力需求面的抑制管理外,當電力供給面不穩、機組臨時出狀況時,如何配置足夠的電力供給應對措施,使發電及負載得以維持平衡、確保系統穩定,也是「電力輔助服務」另外所需扮演的關鍵救援角色。

電力輔助服務 : 創造額外價值、與終端消費者互利雙贏

電力市場常見的輔助服務,分為下列兩種,也總稱為虛擬電廠。

1. 需求面管理 - 自動需量反應 ( Auto Demand Response)

隨著科技與基礎建設創新,電力輔助服務開始迭代進化,例如在前篇「區域間能源調度的微血管—虛擬電廠扮演的核心角色」的自動需量反應 (ADR) 便是一種服務形式。別於傳統需量反應,透過訊息通知,請求用戶降低電力用量。自動需量反應 (ADR) 是藉由 IOT gateway 根據電網即時用電資訊,自動抑制用電戶的電力用量。藉由控制大型耗電電器,如熱水器加熱時間、冷氣空調溫度等,可大幅降低尖峰時刻時的電力需求,且所需的反應時間遠遠快於傳統需量反應。

而實現即時自動需量反應,智慧電表建置成為未來不可或缺一環。現今台灣需量反應大多針對特高壓與高壓用戶,期望透過降低高壓用電戶尖峰用量,維持電網平衡。然而夏季尖峰用電時段其實半數以上的用電量是來自於低壓用戶,若智慧電表未來也佈建置廣大一般家戶,所提供的即時用電資訊,使自動需量反應的彈性以及可靠性更好。

2. 供給面管理 - 儲能能源調度

而儲能系統結合現今電動車產業發展,蓄電技術持續進化,未來亦有望成為電力市場輔助服務的電力供給來源。以日本為例,待 2030 年智慧電表等基礎建設佈建完成,電力有望不再是單項集中式輸配,而是可透過電網將電力回流的區域電網。當電力供給不穩時,只需家中電動車將電力回輸電網,六百台電動車可貢獻之總電力,約等同台中火力發電廠每小時發電量,對於電力公司也有更多彈性調度手段可以維護電網安全,而用戶端也可透過補助服務賺取額外的收入。

電力輔助服務的挑戰:價格評估、交易機制

由於區域能源交易尚需考慮能源間的轉換率與輸電耗損,在電力輔助調度時的評估衡量,需要建構在足夠數位化且即時的電網基礎上,以及區域與區域之間的交易媒合機制、可隨電力需求面與供給面即時調整的定價系統。能源交易也是區塊鍊技術瞄準的主力應用領域,處理分散式能源交易時,如何改善成本過高、速度太慢,以及避免大規模交易時可能面臨的問題,會是電力輔助服務發展的一大挑戰。

NextDrive 聯齊科技創辦人兼執行長,產品榮獲日本 ET/IoT Technology 大賞特別獎與 Good Design 產品設計獎。曾任 Ninecom 創辦人兼執行長、美商 Fresco Logic 台灣區總經理,亦為 DIGITIMES 專欄作者,專注於能源管理服務與分散式能源議題,期望透過物聯網、雲端和大數據,創造每度電都被善加利用的智慧生活。