智慧電網是科技人的一廂情願?一文分析現況、應用與趨勢

綠學院知識庫

      智慧電網是什麼?再生能源和電動車挑戰了一百多年來的集中式發電的邏輯,變成了分散式發電,這樣的轉換,對於現在的電力系統形成巨大的電力調度壓力,所以各國都開始進行改革,將傳統電網變身成為智慧電網,解決鴨子曲線等問題,希望讓再生能源完成低碳任務。

智慧電網是什麼?和傳統電網差別在哪?

· 智慧電網架構有哪些?

        智慧電網是指從安裝智慧電表開始,接著導入能源資通訊技術,成就微電網或虛擬電廠,將發電廠(包括再生能源電廠)、儲能系統、用戶端的電力調度起來,加上預測的能力,成為類似物聯網加上初階人工智能應用的場景,是一個非常巨大的工程。

· 智慧電網與傳統電網之差異

      綠學院的文章曾經說過現在的電網是上古神器,一般來說,能源業確實很難與高科技的形象連結起來,因為傳統以基載、中載、尖載機組分工的運轉與控制相對單純,變動性沒有那麼高,不需要什麼高科技,技術也夠成熟,電力調度基本上不會出什麼亂子。

        而且我國目前因為再生能源的比例還很低,所以靠著台電非比常人的調度功力,還可勉力而為。但日後隨著更多的再生能源併入電網,更多的電動車出現在馬路上,原有電網的軟硬體開始無法負荷,對其可視性不足,無法掌握正確之即時資料,必須增編人力及建置資料庫來解決海量數據的問題。


(圖一) 智慧電網(右)與傳統電網(左)比較示意圖
資料來源:ResearchGate.

· 智慧電網最大的優勢是有預測的能力

        智慧電網最大的優勢是有預測的能力,且可以讓能源業轉型成為高科技產業。傳統電網能監視、運轉、分析,智慧電網再加上預測的能力,這使得很多科技人躍躍欲試,例如他們會覺得派個抄表員去家裡抄用電度數,速度多慢啊,還會出錯;再生能源也不能提早判斷他接下來幾個小時會發多少電。變身成為智慧電網,有了預測的能力,有許多事情都有了想像的空間。

        不過能源一般被視為國家安全議題,具高度的政治敏感性,因此在轉型成為高科技產業的過程中,不僅需要步步為營,還需要龐大的基礎建設。

        每個人都可以喊智慧電網喊得很大聲,但是派個抄表員去你家比較便宜,裝智慧電表很貴,你出錢嗎?如果你不願意為了這項基礎建設付費,臺灣到現在都沒有智慧電網,也只是剛好而已。更不客氣地說,即使未來因為再生能源對電網的壓力造成停限電,咱們也不必怪別人按錯按鈕或是求償台電,怪你自己吧。


(圖二) 智慧電網
資料來源:工研院

臺灣智慧電網發展的現況、應用與趨勢

      在綠學院還沒有成立之前,國內就已經有許多人在談智慧電網將帶來的商機,但是20年過去,只有非常少數的綠色新創公司撐了下來,當年智慧電網的願景迄今仍然是願景。為什麼?

       因為沒有智慧電表,什麼事情都不會發生。智慧電網的基礎建設是智慧電表,沒有智慧電表,開再多的商機研討會都是浪費時間。

        沒有智慧電表,你不知道再生能源發了多少電,也不知道負載用了多少,自然也不知道該使用多少傳統機組、使用多少再生能源,來達成電力系統的動態平衡。

  沒有智慧電表,我們窮盡一生,研發所有可能的能源技術,都打敗不了鴨子曲線,也換不來任何綠色新創公司。

  國內兩萬多的高壓智慧電表早已佈建完成,可惜因為讀表資料不夠即時、也沒有共通的平台供業界傳遞、交換、認證、應用,讓高壓智慧電表在負載管理的效果大打折扣。現在商業用戶和住宅用戶的低壓電表也開始佈建了,未來低壓智慧電表的資料第二路徑(Route B) 可讀取更即時的電力資訊,也許有機會擺脫過去高壓智慧電表功能的不足,彌補即時讀表與資料交換的功能。

        不過,Route B屬於用戶端(需求端)服務,除非你願意安裝,否則也不方便佈建,你可以想見誰願意安裝呢,因此進度很慢。於是現在以家庭能源管理(HEMS)、區域能源管理(CEMS)的示範案例開始,探討發展可能性。

        家庭能源管理部分,台電以自身女子宿舍為標的,提供住戶能源可視系統、設備用電管理等服務。區域能源管理部分,於鳳山宿舍建立綠能社區,整合太陽能、能源管理、儲能、充電樁等服務。桃園也建立全國第一所結合太陽能自發自用、儲能調控、需量管理的能源推廣學校,將成為桃園市發展虛擬電廠的示範點。以上示範案例發展出的服務和技術,在未來都是推廣Route B佈建時的誘因和基石,希望能加速智慧電網發展。

        電網端服務也有一些好消息,隨著越來越多的需量反應、儲能系統等加入電力交易平台,其技術要求的提高,也會逐漸讓電網走向更智慧的道路。

       要讓我國上古神器的電網升級成為高科技智慧電網,需要你我每一個人負起責任,加上所有電網的參與者一起齊心齊力,發揮孫運璿那一代人的拚搏精神,智慧電網才能讓科技人大展長才,再創另一個電力奇蹟!

       看完這篇文章相信可以幫助你脫離一知半解,不再靠著吸收碎片化的知識或資訊,片面解讀智慧電網。如果您還想了解更多,也歡迎加入綠色創業家社群,跟我們聊聊喔!建議用手機點選連結,或者掃描下方與我們同步QR Code。


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