改视点台湾智能电网技术发展与展望

稳定的供给是经济发展与安定民生的基石，而台湾未来电力供应的可靠性却正面临严峻的挑战。台湾存废议题持续延烧，据台电负荷预测与长程电源开发规划的评估，若完全摒弃核能资源，台湾于未来 年内的备用容量率可能低于10%，届时限电措施将难以避免。对于区域配电系统而言，大台北部分地区的电力负荷已触及区域供电能力的上限，换言之，即使外部系统仍具有足够的供电容量，却因电力拥塞现象而无法输送至客户端。

分布式电源并接于邻近客户端的配电系统，相比传统的集中式发电可大幅减少传输损失，且可就近舒缓区域供电拥塞的问题，而需求侧管理则直接通过妥善的负荷控制，以减少电力消耗或降低尖峰，二者异曲同工。为推动绿色能源发展，政府推出 阳光屋顶百万座、千架海陆风力机 计划，并预计20 0年的前太阳能发电系统装置容量可达 100MW，并设置离岸风力机 000 MW和陆域风力机4200 MW。然而，由于可再生能源（renewable energy，RE）发电的间歇性，对供电稳定度可能造成的冲击不可忽视。

一、台湾发展现状

近来世界各国正积极投入智能电相关领域的研究，通过更先进的量测、通信、信息处理和电能管理技术的发展与整合，可有效增强供电可靠性、提升能源使用效率及增加可再生能源占比。台湾地狭人稠，新增电力设施的困难度较高，而且也难以解决短期内电力短缺的问题。因此，妥善进行侧管理并整合分布式能源（distributed energy resource，DER）成为当前技术开发的主要目标。自2010年起，由台湾科技部主导推出 智能电与读表主轴项目计划（Smart Grid and Meter Main-axis Specific Project） ，并着重于关键技术开发与整合、导入相关厂商及扩大推动策略拟定，主轴项目计划又分为数个先导型计划（pilot project）。

智能电主轴计划目前已进入第二期，预计将透过制度面与技术面的垂直整合，以结合并延伸第一期研发成果。在邻近客户端的配电系统方面，第一期已完成智能家庭（建筑）电能管理系统（Home（Building）Energy Management System，H（B）EMS）的技术开发，并成功与高级量测体系（advanced metering infrastructure，AMI）建设及自动需求响应（automatic demand response，ADR）系统整合。

第二期将进一步开发配电电能管理系统（Distribution-EMS，D-EMS）及整合分布式能源电能管理系统（DER-EMS），D-EMS可通过控制中心及符合国际标准通信技术，实时采集电力信息，进而向DER-EMS发送电能与负荷管理调度指令；DER-EMS则依据辖下分布式能源与负荷的种类及特性执行最优化演算，以有效舒缓电力拥塞问题，并提升可再生能源并比例。

D-EMS将有利于缓解负荷尖峰或RE发电过剩造成的问题，而DER-EMS技术则可通过技术转化扶植其他产业，待市场机制架构成熟后，可发展为相关能源服务商，以促进DER推广和开发，同时增加配电系统的供电可靠性。目前国际对于整合分布式能源以解决配电系统中低压侧问题的研究尚未成熟，台湾具备良好的信息通信基础，未来有极优机会可通过研发该技术取得国际市场先机。

二、客户端电能管理技术：智能家庭（建筑）电能管理系统

目前HEMS相关技术与制度研究已于第一期研发完成，由前述可知研发主轴除关键技术开发外，还包含政府制度面与现有产业技术基础的整合，HEMS研究内容包括 电价费率与技术规范研究 、 家庭通信络与通信模块 、 微型可再生能源系统 及 家庭负荷模糊逻辑调控与最优调度 等项目，以下仅针对技术面发展成果说明。

家庭通信络与通信模块

家庭通信络（home area network，HAN）与通信模块为HEMS的骨干技术，用以量测各种电器的耗电量，并将相关信息传送至数据库储存，而电能管理系统决策的控制指令，需通过《电影接龙》致敬经典 粤语演绎港片时代风华HAN传递至对应的通信控制模块，以妥善控制受控负荷。

微型可再生能源系统

随着可再生能源及分布式电源技术的发展，家庭或商办大楼装设太阳能或风力发电系统的比例逐渐升高。H（B）EMS可依据当地的电价费率及可再生能源系统接入市电的收购价格，决策最优的充/放电功仍然积极为财政的改革与发展出谋划策。他参与并认真筹划了1984年工商税制改革率及接入市电功率。微型可再生能源系统的技术研发主轴包括电力电子电能转换系统与通信控制接口。另外传统电能转换系统的常见功能，如太阳能发电最大功率追踪、风力发电机功率因子修正、充放电控制、逆变器市电并联控制，未来朝芯片化发展，量产时可大幅降低成本。

家庭负荷模糊逻辑调控与最优调度

客户端的负荷可分为可控与不可控，可控负荷又可进一步分为可调节负荷（空调）及可变更使用时间的负荷。HEMS的控制策略中以模糊调节系统控制空调或冷气的温度设定，其他可变更使用时间的负荷则通过最优调度系统决策其使用时间。