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智慧電網之雛型發展─澎湖示範系統

2016/05/05 經濟部能源局 點閱人次: 567

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撰文/工業技術研究院綠能與環境研究所梁佩芳組長、何無忌副所長、黃怡碩副組長、張建國研究員

電網發展超過百年歷史,隨著覆蓋率日廣,其可靠度也相對提升,隨著電力系統發展,當前面臨3個主要課題:電網逐漸老化造成的可靠度降低、大量再生能源發電併聯對電網的衝擊,以及電源開發困難造成的電力供應缺口。為解決電網遭遇的困難,各國遂產生電網智慧化的構想,並投入技術研發與系統建置。

為了推動我國智慧電網的發展,行政院於2012年核定智慧電網總體規劃方案,強調自動化、安全及用戶端與供應端密切配合,以提升電力系統運轉效率、供電品質及電網可靠度,並促進再生能源擴大應用與節能減碳之政策目標,運用資通訊技術,如佈署智慧電表,以嶄新營運模式協助電業整合各項資訊。

澎湖示範系統之規劃

政府為達成智慧電網應用,選定澎湖建立整合型測試場域驗證效能。目前的澎湖智慧電網示範系統由經濟部能源局、科技部及台電相關計畫互相協調,選定RA18、RA26兩條電力饋線進行研發測試(見右圖),各項工作說明如下:

智慧發電與調度:建置太陽光電系統,導入智慧變流器,以達成運轉監測。
智慧輸電:完成澎湖馬公與湖西變電所之智慧化,並於其間69kV輸電線建置監控系統,強化電網運轉管理。
智慧配電:進行選定饋線之全面配電自動化,提昇配電系統之可靠度。
智慧用戶:布建2,000具低壓智慧電表,提供用戶資訊;建置100個智慧家庭示範戶,導入智慧家電,進行需求端管理措施之測試。
智慧電網環境建構:建置智慧電網展示平臺,透過人機介面提供示範場域整體運行之導覽。

智慧電網的系統架構(見左圖),以先進配電自動化系統自台電電力監控系統取得即時資料,進行分歧線故障分析與快速處置,同時將資訊傳送至區域控制之能源管理系統,該系統將依饋線電壓的狀態調節智慧型太陽光電系統的運作。用戶的智慧電表資料由台電的電表資料管理系統收集,並傳送至需量反應管理系統,以便進行運算決策,並與智慧家庭之家庭能源管理系統(HEMS)互動,進行需量反應之控制。為確保澎湖示範系統穩定運轉,計畫團隊與具備實務經驗的日本東芝公司合作,整合其HEMS至自行開發的軟體系統平臺中,以降低調度實務的風險。

計畫成效及未來展望

系統平臺的開發需要融合各方專長與實務經驗,包含系統需求與規格設計、資料傳輸即時性的要求、與台電資訊系統介接的資安要求、智慧家電整合的共通資訊介面、專用機房及資訊系統的設計等,使我國產業得以建立智慧電網的第1個系統整合實績,除了研究機構之外,參與廠商包括大同、宏碁、台達電子、數位資安、盈正豫順、新望、健格科技、祥正電機、日立、東元與聲寶等業者。

澎湖示範系統將持續進行測試,建立完整的運轉資料庫,以作未來技術開發與規範制定的基礎,而相關技術也規劃運用於七美島及其他小型離島的高占比再生能源地區,不僅可降低國內離島地區的發電成本,更可強化我國智慧電網產業的系統整合技術能力,創造更大的產業價值。


關鍵字:智慧電網,資通訊,太陽光電,台電公司

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