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計劃名稱

高占比再生能源併網政策研究與技術推動計畫(2/2)

主題名稱

加州Integrated Grid Project (IGP)計畫

資料時間 2018/03/09 
上傳時間 2018/3/9 
國別 國內
能源領域
科技
能源業務
新及再生能源
決策知識類別
評析
關鍵字
 
重點摘述

 SP1-變電所和配電線路:在高占比分散式電源的情況下,區域電網的管理運作將越來越複雜,然而目前電網運轉員缺乏足夠的電網資訊作為操作調度之依據。本子計畫將結合應用Irvine Smart Grid Demonstration (ISGD)計畫之作業項目容,包含:(1)於配電饋線增設監測設備以提供更多的電網資訊,進而提升電網管理系統進行電網狀態估測(state estimation)的準確度 (2)應用先進的故障隔離及復電操作機制,以提升電網的供電可靠度 (3)整合變電所自動化系統和分散式系統來進行分散式電源的管理。而除了加強電網本身的監測之外,本子計畫亦將大型(裝置容量大於100kW)的太陽光電和儲能系統納入監測對象,並將相關資料回傳至電網管理系統。這些資訊將有助於電網運轉員更加了解電網的運轉狀態,使其能在電網因偶發事故或平常維護而須進行轉供操作時,可下達更恰當的調度指令。  SP2-分散式的電壓/虛功控制:目前南加州愛迪生電力公司主要是應用電容器的投入/切離操作來進行區域電網的電壓控制。然而隨著分散式電源不斷地裝置併接至電網,如僅靠此機制進行電壓控制,將降低電網的電力品質。本子計畫將結合加州能源委員會的智慧變流器示範計畫,應用分散式電源來發展建立更先進的電壓/虛功控制機制。該機制會監測電網的電壓資訊並且傳送相關的電壓控制設定至分散式電源系統,分散式電源系統將依據部分加州Rule 21所定義的智慧變流器功能,藉由吸收/提供虛功的方式來進行電壓調節的動作。而藉由本子計畫的執行,亦可瞭解智慧變流器和電容器的整合運作,是否可幫助電網維持良好的電力品質。  SP3-分散式的能源管理:當大量的分散式電源併接至電網時,所產生之大量電力潮流可能導致電網設備元件的過載。而藉由適當地整合控制分散式電源的輸出電力,將可避免設備過載情形的發生,進而降低/延遲電網升級的需求以及允許更多的分散式電源併接至電網。因此本子計畫將發展建立和SP2子計畫相似的分散式電源輸出控制機制,該機制將監測的電網負載潮流情形,並依據監測結果和電網設備的操作限制來發出控制訊號,而分散式電源將依據該控制訊號來調整其輸出電力以確保不會發生設備的過載情形。此將亦有助於降低因短暫時間的電網設備過載現象而須進行的開關設備操作。  SP4-虛擬微電網:根據美國能源部的定義,微電網是指「在一明確界定範圍內的分散式電源和負載所形成的可控式群體,該群體具有和市電併聯或獨立運轉的能力」。本子計畫將應用類似微電網之虛擬微電網的概念,以及SP3子計畫所發展建立的控制技術,來控制電網部分區域的電力潮流。本子計畫會針對由特定區範圍內的分散式電源和負載所形成之虛擬微電網 (如圖 21所示),監測其和市電間的負載潮流情形,並據此依據監測結果和預設的控制目標設定來發出控制訊號,虛擬微電網內的分散式電源將依據該控制訊號來調整其輸出電力,以確保虛擬微電網和市電間的負載潮流能維持在一預設的控制目標值。 圖 21 虛擬微電網  SP5-獎勵誘因機制:隨著分散式電源可提供給電網的輔助服務功能越來越多元廣泛,如何正確地評估其所產生的價值並給予補償獎勵亦逐漸成為各界所討論的議題。本子計畫將針對分散式電源所提供之輔助功能服務,發展建立適當的獎勵機制以及相關控制需求規定。本子計畫亦將初步地探討分散式電源之輔助服務的交易概念。  SP6-通訊系統:隨著區域電網內不同的電力設備之間越來越需要進行狀態訊息及控制指令的傳遞交換以利進行電網的管理運轉,快速且標準化的通訊將越來越重要。因此本子計畫將探討及測試不同的通訊系統,並藉由實場驗證示範的方式來找出最佳的通訊系統。該通訊系統預期將具有低延遲(latency)、高資料處理量、可在網路邊緣末端進行運算(edge computing),以及安全運轉的特性。  SP7-資訊安全:由於電網的自動化控制操作皆須依據相關的狀態訊息及控制指令,且資訊系統被攻擊的風險不斷的上升,因此採取適當的資安防護措施將相當重要。本子計畫將建立一套資訊安全系統,可偵測攻擊資訊系統事件的發生並採取相對應的因應措施來加以阻止。  SP8-系統整合:為有效地整合不同廠商所提供的設備軟體產品,使電網上所有的電力設備及資訊管理應用軟體之間能夠進行狀態訊息及控制指令的傳遞交換將相當重要。本子計畫將立基於既有的工業標準,發展實現整合匯流排(integration bus)的概念,此整合匯流排可相容連接於不同廠商所提供的設備軟體,使所有的設備軟體能夠透過此匯流排進行訊息指令的交換,其概念示意如圖 22所示。  SP9-分散式儲能系統:隨著越來越多具有變動性(variability)的電源併接至電網,儲能系統的裝置需求也越來越大。儲能系統除可協助提升電網的供電可靠度外,亦能提供輔助服務功能並參與電力投標市場。本子計畫將裝置電池儲能系統,並透過SP1子計畫建立的監測系統瞭解儲能系統的輸出電力,而再藉由SP2至SP4子計畫的控制機制,將可適當地調整該儲能系統的輸出電力來控制電壓及負載潮流,以維持區域電網電力品質及避免產生電力設備的過載。 圖 22 整合匯流排(integration bus)概念之示意圖  SP10-電表後端:目前大多數併接至用戶電表後端線路(亦即併接至用戶內部線路)之分散式電源是由系統整合者(aggregator)利用網際網路的方式去進行通訊管理。本子計畫將於現有的網際網路閘道器導入應用IEEE 2030.5之通訊介面標準來進行狀態訊息及控制指令的傳遞交換。此外,本子計畫亦將於實驗室發展和用戶管理系統間的通訊系統,以有效整合用戶內部線路之分散式電源。

資料提供者(作者)/機構 藍柏荏 / 工業技術研究院
最後修改者  
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