智慧电网是科技人的一厢情愿?一文分析现况、应用与趋势

绿学院知识库

      智慧电网是什么?再生能源和电动车挑战了一百多年来的集中式发电的逻辑,变成了分散式发电,这样的转换,对于现在的电力系统形成巨大的电力调度压力,所以各国都开始进行改革,将传统电网变身成为智慧电网,解决鸭子曲线等问题,希望让再生能源完成低碳任务。

智慧电网是什么?和传统电网差别在哪?

· 智慧电网架构有哪些?

        智慧电网是指从安装智慧电表开始,接著导入能源资通讯技术,成就微电网或虚拟电厂,将发电厂(包括再生能源电厂)、储能系统、用户端的电力调度起来,加上预测的能力,成为类似物联网加上初阶人工智能应用的场景,是一个非常巨大的工程。

· 智慧电网与传统电网之差异

      绿学院的文章曾经说过现在的电网是上古神器,一般来说,能源业确实很难与高科技的形象连结起来,因为传统以基载、中载、尖载机组分工的运转与控制相对单纯,变动性没有那么高,不需要什么高科技,技术也够成熟,电力调度基本上不会出什么乱子。

        而且我国目前因为再生能源的比例还很低,所以靠著台电非比常人的调度功力,还可勉力而为。但日后随著更多的再生能源并入电网,更多的电动车出现在马路上,原有电网的软硬体开始无法负荷,对其可视性不足,无法掌握正确之即时资料,必须增编人力及建置资料库来解决海量数据的问题。


(图一) 智慧电网(右)与传统电网(左)比较示意图
资料来源:ResearchGate.

· 智慧电网最大的优势是有预测的能力

        智慧电网最大的优势是有预测的能力,且可以让能源业转型成为高科技产业。传统电网能监视、运转、分析,智慧电网再加上预测的能力,这使得很多科技人跃跃欲试,例如他们会觉得派个抄表员去家里抄用电度数,速度多慢啊,还会出错;再生能源也不能提早判断他接下来几个小时会发多少电。变身成为智慧电网,有了预测的能力,有许多事情都有了想像的空间。

        不过能源一般被视为国家安全议题,具高度的政治敏感性,因此在转型成为高科技产业的过程中,不仅需要步步为营,还需要庞大的基础建设。

        每个人都可以喊智慧电网喊得很大声,但是派个抄表员去你家比较便宜,装智慧电表很贵,你出钱吗?如果你不愿意为了这项基础建设付费,台湾到现在都没有智慧电网,也只是刚好而已。更不客气地说,即使未来因为再生能源对电网的压力造成停限电,咱们也不必怪别人按错按钮或是求偿台电,怪你自己吧。


(图二) 智慧电网
资料来源:工研院

台湾智慧电网发展的现况、应用与趋势

      在绿学院还没有成立之前,国内就已经有许多人在谈智慧电网将带来的商机,但是20年过去,只有非常少数的绿色新创公司撑了下来,当年智慧电网的愿景迄今仍然是愿景。为什么?

       因为没有智慧电表,什么事情都不会发生。智慧电网的基础建设是智慧电表,没有智慧电表,开再多的商机研讨会都是浪费时间。

        没有智慧电表,你不知道再生能源发了多少电,也不知道负载用了多少,自然也不知道该使用多少传统机组、使用多少再生能源,来达成电力系统的动态平衡。

  没有智慧电表,我们穷尽一生,研发所有可能的能源技术,都打败不了鸭子曲线,也换不来任何绿色新创公司。

  国内两万多的高压智慧电表早已布建完成,可惜因为读表资料不够即时、也没有共通的平台供业界传递、交换、认证、应用,让高压智慧电表在负载管理的效果大打折扣。现在商业用户和住宅用户的低压电表也开始布建了,未来低压智慧电表的资料第二路径(Route B) 可读取更即时的电力资讯,也许有机会摆脱过去高压智慧电表功能的不足,弥补即时读表与资料交换的功能。

        不过,Route B属于用户端(需求端)服务,除非你愿意安装,否则也不方便布建,你可以想见谁愿意安装呢,因此进度很慢。于是现在以家庭能源管理(HEMS)、区域能源管理(CEMS)的示范案例开始,探讨发展可能性。

        家庭能源管理部分,台电以自身女子宿舍为标的,提供住户能源可视系统、设备用电管理等服务。区域能源管理部分,于凤山宿舍建立绿能社区,整合太阳能、能源管理、储能、充电桩等服务。桃园也建立全国第一所结合太阳能自发自用、储能调控、需量管理的能源推广学校,将成为桃园市发展虚拟电厂的示范点。以上示范案例发展出的服务和技术,在未来都是推广Route B布建时的诱因和基石,希望能加速智慧电网发展。

        电网端服务也有一些好消息,随著越来越多的需量反应、储能系统等加入电力交易平台,其技术要求的提高,也会逐渐让电网走向更智慧的道路。

       要让我国上古神器的电网升级成为高科技智慧电网,需要你我每一个人负起责任,加上所有电网的参与者一起齐心齐力,发挥孙运璿那一代人的拼搏精神,智慧电网才能让科技人大展长才,再创另一个电力奇蹟!

       看完这篇文章相信可以帮助你脱离一知半解,不再靠著吸收碎片化的知识或资讯,片面解读智慧电网。如果您还想了解更多,也欢迎加入绿色创业家社群,跟我们聊聊喔!建议用手机点选连结,或者扫描下方与我们同步QR Code。

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