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日電力公司與電動車廠合作 以V2G實驗建構虛擬電廠

電動車的蓄電池,也可成為虛擬電廠儲能設備的一環。法新社

日本政府為推動虛擬電廠(VPP),以調節易受天候影響的再生能源,因此補助官民進行研發。擁有廣大固定用戶的各家電力公司,也與電動車車廠合作,進行車輛到電網的V2G(Vehicle-to-grid)實驗,以強化虛擬電廠的基礎。

九州電力於今年10、11月,請再生能源發電戶停止輸送電力至電力公司。這是由於太陽能與風力等再生能源發電量大幅增加,導致電力過剩,而輸往其他地域等方式,也無法紓解,因此在用電量低的星期六、日,電力公司依法令規定,要求再生能源業者及賣電戶停止供電。另外東北電力也出現類似情形,正準備向12,600戶再生能源發電者,要求停止供電。

再生能源發電具有瞬變性,有時因天候影響導致發電效果低落,但有時發電量大增,導致局部電網電壓或頻率大幅變動,可能損壞電力系統,因此目前以穩定性高的大型發電廠進行調節,或者在必要時停止再生能源發電。

為避免再生能源發電能力閒置,形成巨大的浪費,並降低對大型電廠的依賴,因此有必要強化電力的儲存與調節能力。虛擬電廠正是可行的方案之一。

虛擬電廠將前述的分散式能源(distributed energy resource)進行整合,搭配蓄電設備等儲能系統,使用物聯網、量測及自動化控制技術,甚至可動用AI進行用電與發電預測,調節電力的供應與儲存。當電力來源的某一方突然停止供電,與虛擬電廠系統連接的蓄電池與電動車等,可瞬間填補電力需求。

如此一來,可減輕再生能源輸出的波動性和不可控性,達到穩定供電的目的,讓原本不穩定的再生能源,更容易與電網或用戶的用電整合,並可降低火力等大型電廠的發電費用,同時非再生能源發電造成的環保問題也得以舒緩。若遇上大地震等災害時,分散型電源也有助於防止全面性停電。

除了既有的蓄電設備之外,數量越來越多的電動車,也能以V2G方式,成為虛擬電廠之儲能系統的一環。

九州電力總合研究所的團隊,於12月下旬~2019年1月,與日產汽車、三菱電機合作進行V2G實驗,將5輛電動車的蓄電池,透過充電樁連上輸配電網,每輛電動車能以最高6kW的電力進行充放電。日產的電動車Leaf也將與辦公大樓或住商混合大樓的電力設備相連,測試辦公室或住家如何透過電動車的蓄電池調動電力,以降低尖峰時段的電費。

東北電力也在今年12月~2019年2月,與日產、三井物產、三菱地所合作,在仙台市的仙台皇家公園酒店,以2輛日產電動車Leaf與專用充電樁,透過遠距遙控系統控制充放電,並監控蓄電池的電力剩餘存量。東北電力將本次實驗的資料,與既有的再生能源發電的資料,以及氣候條件等相結合,分析如何用電動車的蓄電池來調節易受天候影響的再生能源發電。

中部電力則於今年11、12月,與豐田汽車旗下子公司豐田通商在愛知縣豐田市合作,以2輛電動車蓄電池連接上輸配電網,透過控制系統進行充放電實驗,檢視電動車蓄電池充放電對於電力系統的影響,以及系統發出指令到實際運作的間隔時間等課題。