科技快訊/善用虛擬電廠 打造電力韌性未來

工研院院长暨台湾电力与能源工程协会理事长刘文雄以「虚拟电厂发展现况与展望 」为题进行专题演讲,分享国内外虚拟电厂作法与未来推动建议。

【撰文/陈怡如】

传统集中式的发电与分配,随着再生能源、储能、需量反应的发展,供给与分配变得更复杂,能够整合分散式电力资源,并适时进行调度的「虚拟电厂」,兼顾用电需求与电网韧性,是稳定供电的关键。工研院日前举办虚拟电厂研讨会,邀来各方专家,共同探讨台湾发展虚拟电厂的路径蓝图。

4月3日,花莲地牛翻身,一场芮氏规模7.2的大地震,让台电电力系统一度逼近低频卸载边缘,幸好靠着储能、绿能、电网等方式支撑,充分展现电网韧性。有了这次经验,未来台湾若想持续强化电力系统,「虚拟电厂」的灵活电力调度及强韧电网等特性,绝对是关键因素之一。

工研院、台湾电力与能源工程协会、台电公司日前共同举办「虚拟电厂发展趋势与应用案例研讨会」,邀请各方产学研专家进行交流与对谈,分享国内外虚拟电厂作法与未来推动建议,期盼借镜他山之石,打造虚拟电厂完整的生态链,帮助供电稳定并提升电网韧性。

工研院、台湾电力与能源工程协会、台电共同举办「虚拟电厂发展趋势与应用案例研讨会」,携手日本等国内外产学研界交流合作,打造虚拟电厂完整的生态链。

借镜欧美先进国家 打造台湾模式

工研院院长暨台湾电力与能源工程协会理事长刘文雄发表专题演讲指出,面对电力需求增长及减碳趋势,除开发新能源外,美国等先进国家早已透过提升能源效率等方式,导入电力需求面资源,同时运用整合资源规划(Integrated Resource Planning;IRP),找出最佳电力资源配置与优先使用次序。

「在电力资源使用上,虚拟电厂技术至关重要,能将再生能源、需量反应、储能等多个分散能源整合成为可调控电力,再透过ICT技术,于有电力需求时给予最佳备援,」刘文雄说。

虚拟电厂在德国、日本都已行之有年,德国政府透过法规政策与资金挹注,推动虚拟电厂示范区,逐步建立可行的商业模式,如德国Next Kraftwerke就整合超过1万个分散能源,截至2022年4月为止,公司累计发电容量超过10GW,近约9座大型电厂发电量;日本则拥有相当数量的住宅储能系统,成为发展虚拟电厂的重要基底。

而工研院也助攻台湾虚拟电厂发展,开发「聚合多元资源的虚拟电厂技术」,目前已整合连锁商场、学校空调、太阳能等资源,参与台电辅助服务市场,为稳定供电尽一分力。

聚合民间资源 发挥积沙成塔公共效益

台湾第一间电力聚合商义电智慧能源(Enel X),聚合了国内超过120个案场的弹性电力,是目前市场上聚合量最多的厂商。Enel X义电智慧能源技术部部长罗士展表示,这些案场来自各行各业,如台北101大楼、亚东纪念医院,甚至Gogoro在全台1,000多个电池交换站。他预测,未来虚拟电厂一定会涵盖更多中小型资源,「从工业用户迈向商业用户及民生用电,甚至家家户户都可以加入虚拟电厂,支持电网韧性。」

科技进展也为虚拟电厂带来助力。台湾第一家获得台电电力交易平台通讯和能力测试的厂商,安瑟乐威执行长暨共同创办人郑智文便以AI技术,提供客户「智慧调度预警系统」的服务,包含发电预测、负载预测和最佳化预测,该服务透过机器学习分析电力负载、太阳能发电、电力市场价格、资源优化等因素,达到能源、负载和储存设备的最佳化组合使用,实现最大的经济效益。

台湾最大电力供应主力的台电,也持续推动多元电力建设。台电电力调度处处长周芳正指出,台电自2021年启用电力交易平台实践虚拟电厂,截至今年4月,民间业者参与已超过80家、参与容量近1,350MW,「未来台电将持续规划,进一步扩大民间分散式电力资源的运用范畴,实现『藏电于民』。」

日本以AI辅助虚拟电厂建置 创造厂商效益

本次研讨会也安排多家日本业者分享虚拟电厂相关议题。日本东芝能源系统株式会社首席技监小坂田昌幸表示,东芝在2022年推行活用AI人工智慧的再生能源聚合服务(Renewable Energy Aggregation Service),协助绿电厂商、电力机构、需求端等客户进行虚拟电厂前期建置。运用自有气象预报系统,估算厂商的太阳能设备在不同时间带的发电量,结合电力市场价格预测及其自动市场交易的最佳化,为参与虚拟电厂的厂商创造最大效益。

东京电力控股株式会社经理滨田拓指出,虚拟电厂也可应用在电动车充放电。东京电力已成功开发了电动车远端控制充放电系统,并考虑与其他国家电力公司合作,将电动车应用在虚拟电厂的资源当中。日本三菱综合研究所首席顾问长谷川功认为,虚拟电厂是2011东日本大地震后,该国重要电力改革的一部分,政府积极鼓励国内大型电力机构透过官民合作,落实虚拟电厂发展。

电力稳定供应攸关经济发展与民众福祉,工研院已于「2035技术策略与蓝图」中,于永续环境领域,发展虚拟电厂、智慧电网、储能等整合服务,以促进用户资源整合,降低电力碳排放,创造环境永续的未来。