電力系統(tǒng)大改造：微電網并網效益如何確保？

2013-11-12 09:55:20 北極星電力網　點擊量：評論 (0)

微電網(Microgrid)系統(tǒng)為近年世界各國電力科技發(fā)展重點，主要效益歸納為二，首先，由于再生能源為間歇性能源，大量的再生能源并入電網將造成電壓浮動的問題，影響區(qū)域電網供電穩(wěn)定度;微電網具穩(wěn)定電壓及頻率功能

諧波，因而也須建構微電網系統(tǒng)主要元件諧波時域模型，并開發(fā)微電網于并網與孤島不同狀態(tài)的叁相諧波潮流與不平衡分析，以確保微電網電力品質。現(xiàn)階段，業(yè)界已運用主動式電力濾波器(APF)，改善微電網系統(tǒng)中諧波濾除、無效通濾補償、功率因數(shù)修正與負載平衡等問題，并實現(xiàn)微電網電力品質監(jiān)控平臺;核研所正在研發(fā)中的微電網系統(tǒng)亦可支援上述功能。

此外，微電網所需的電力保護機制亦與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不同，業(yè)者須導入具可擴充與隨插即用(Plug-and-Play)的模組化微電網保護協(xié)調機制，同時還要依據(jù)微電網區(qū)域串、并聯(lián)形式，開發(fā)微電網內部發(fā)生故障時的電源-負載配置(Configuration)方法，減少微電網內部故障時須卸除的負載量，并配合卸載計劃提高供電可靠度。

強化微電網能源管理通訊/儲能系統(tǒng)扮要角

至于微電網控制與管理方面，其監(jiān)控介面與即時量測系統(tǒng)須確保各區(qū)域系統(tǒng)訊號的同步性、正確性與精確度，并于系統(tǒng)介面上設定與執(zhí)行情境測試步驟，截取即時量測波形資料，做為故障偵測演算法、諧波頻譜分析與卸載策略開發(fā)的依據(jù)。

此舉將有助實現(xiàn)微電網生活化應用，透過建置家庭微電網監(jiān)控介面與即時量測系統(tǒng)，并開發(fā)負載用電與再生能源發(fā)電量預測演算法，結合儲能系統(tǒng)、電動車與未來時間電價機制，就可進行市電、負載、儲能系統(tǒng)與再生能源的電力調度，滿足用戶節(jié)能需求。

未來，微電網將結合IEC-61850、電力線通訊(PLC)、ZigBee及無線區(qū)域網路(Wi-Fi)，與多區(qū)域微電網或臺電配電自動化平臺做連結，建立混合式通訊介面于微電網監(jiān)控介面與即時量測系統(tǒng)，以達成并網及多區(qū)域供電調度功能。

除通訊技術外，電網級儲能系統(tǒng)亦是微電網電能管理重要的一環(huán)，供應商須整合儲能與微電網監(jiān)控介面、即時量測系統(tǒng)，才能在不同的微電網運轉模式下達成動態(tài)電力調節(jié)，以確保微電網供電品質。然而，新電池的開發(fā)與復合系統(tǒng)的應用，除須研發(fā)新的化學配方研發(fā)與結構設計外，還須進行其特性與應用測試，因此測量、評估與分析各種儲能技術是發(fā)展電網級儲能系統(tǒng)不可或缺的要務。

核研所建置儲電電池管理系統(tǒng)測試平臺，主要設備包括有25kW充放電測試機、5kW全釩液流電池(Vanadium Redox Battery， VRB)系統(tǒng)與60kWh磷酸鋰鐵電池組，并逐步建立儲能電池與系統(tǒng)的測量分析能力、建立測試程序與標準，進行分散與集中化之電能管理系統(tǒng)(EMS)與電池管理系統(tǒng)(BMS)等技術開發(fā)。

此外，核研所近期更投入全釩氧化還塬液流電池技術開發(fā)，包含離子交換膜、活性物質、雙極板及流道設計、電池平衡控制系統(tǒng)(BOP)及密封組裝技術等，并依據(jù)微電網及儲能系統(tǒng)的特性進行整合測試及應用，提供分散式再生能源微電網之能源有效調節(jié)運用。

臺產官學研全力推動微電網

目前臺灣的經濟部已提出智能電網總體規(guī)畫方案，而國科會能源國家型計劃中，亦已列入智慧電網主軸計劃--微電網先導計劃，同時也與國內學術單位合作，包括中山大學、中央大學、中正大學、中塬大學、臺灣大學、臺灣科技大學、成功大學、清華大學、義守大學與聯(lián)合大學等，全力培育國內微電網領域的專業(yè)人才，以加速推動未來微電網建置及前瞻性技術研發(fā)。

核研所扮演產業(yè)與政府之間的溝通橋梁，現(xiàn)已與中華電信研究所簽訂合作備忘錄MOU，共同開發(fā)微電網分布式電力節(jié)點資訊同步整合技術，并與裕隆集團納智捷公司簽訂合作意愿書，推動電動車應用。

核研所也已完成微電網產業(yè)先期參與及技術移轉案，包含微電網能源管理與控制、新型諧波與間諧波量測演算法、負載預測、低壓穿越測試環(huán)境建置和數(shù)位脈波調控等技術;并與國內多家廠商合作開發(fā)微電網能源管理控制平臺、通訊技術、儲能系統(tǒng)、微電網電力轉換器、智慧家庭微電網等關鍵技術，以促成國內產業(yè)加速進入微電網供應鏈。

除電網建置與新技術研發(fā)外，臺灣也開始著手推行微電網標準，包含產業(yè)標準驗證試驗設施規(guī)畫等工作，如技術推廣及示范教育等，充分讓參訪者了解微電網架構、發(fā)展現(xiàn)況與未來應用。

微電網技術可擴大再生能源應用，增強區(qū)域電網供電穩(wěn)定及可靠度，配合經濟部澎湖低碳島示范計劃、陽光屋頂百萬座及千架海陸風力機等計劃的推動，微電網將扮演重要角色并發(fā)揮效益，未來應用于離島、偏遠地