基於電力穩定關乎國家的經濟發展動脈,為滿足供電需求同時強化電網韌性,整合需求面電力資源的虛擬電廠技術,成為各國重點發展方向。工研院今(4)日舉辦「虛擬電廠發展趨勢與應用案例研討會」,號召日本東芝能源系統株式會社(Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation)、台電等國內外專家,分享虛擬電廠的實務經驗與案例,期盼透過互相交流,打造虛擬電廠完整的生態鏈,進而成為臺灣未來重要新興電力來源,幫助供電穩定並提升電網韌性。
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工研院舉辦「虛擬電廠發展趨勢與應用案例研討會」,邀請台電、日本等專家進行專題演講,分享虛擬電廠的實務經驗與案例 |
根據國際能源總署(IEA)統計,全球電力至2025年複合成長率將達3%。經濟部能源署副署長吳志偉指出,因應全球能源轉型趨勢加速,再生能源發電占比逐年提升,為電力系統帶來新的挑戰。如今穩定電網供需,提高電網容納再生能源,已成為各國政府面臨的重要課題,虛擬電廠則是可協助穩定供電、提高電力系統韌性的技術選項。
工研院長期以來協助政府與台電公司開發虛擬電廠技術,使用聚合商模式整合多元負載與分散式能源,現正導入量販店進行技術驗證;同時運用智慧家電及班班有冷氣的校園能管ADR,讓住商冷氣也可成為穩定電力供需的要角,且讓參與的用電戶得到回饋。吳志偉表示,工研院與台電合作的這些虛擬電廠實證案例,將促使台灣的需求面管理方案更能蓬勃發展,讓電力系統更具調整彈性,並協助達到高再生能源佔比下的穩定電網目標。
工研院院長劉文雄進一步表示,過去在電力供需上,多是由供電方盡可能滿足用電方需求,但隨著再生能源、儲能等新興科技導入,用電戶已從純Consumer(消費者)轉換成Prosumer(產消者)角色,可透過「虛擬電廠」等方式為電力盡份心力,即是將多個分散能源,如再生能源、儲能、需量反應等,整合成為可調控的電力,並以「螞蟻雄兵」之力支援供電穩定。
他舉德國Next Kraftwerke為例,至今整合超過1萬個分散能源,市場版圖涵蓋歐洲等8國;提供電量超過9800MW,接近9座大型電廠發電量。日本近年來也積極投入虛擬電廠發展,在2019年時進入虛擬電廠起飛元年,促使國內外產業踴躍投入,包括日商東芝(Toshiba)就與東京電力合作建置虛擬電廠,並吸引義大利、德國等廠商進行技術合作。
臺灣因地狹人稠,興建大型電廠不易,且近年推動再生能源與電力調度已有初步成果;若能借鏡國外推動虛擬電廠的經驗及早規劃,將有助於供電穩定。且各界更該落實的重要觀念,便是供電穩定須要供需兩方協力合作、仰賴全民參與,例如美國加州2022年9月曾遭遇熱浪造成斷電危機,也是透過全民攜手,才能在短短數小時內省下1,000MW電量,避免斷電危機,值得臺灣借鏡。
在研討會上,首先由日本東芝能源系統株式會社首席技監小?田昌幸登場,以「Toshiba VPP Business Overview for the Realization of CN」為題指出,過去十多年來,東芝長期專注推動虛擬電廠的概念、技術和服務,且受惠於虛擬電廠相比傳統電廠,更有助於擴大再生能源;並在電力產業持續放鬆管制下,穩定電力供需。
從2020年東芝開始與德國Next Kraftwerke合作,在日本開發虛擬電廠,並提供再生能源電廠「Energy Aggregation Service」相關服務。現已透過虛擬電廠納入再生能源和儲能電池設施,而有效調整電網供電與用電量來維繫電網平衡;所開發的軟體也具備了市場價格、發電量等多種預測,並結合多種市場交易策略的演算法與控制技術,形塑虛擬電廠的商業模式。
台電副總經理吳進忠也透過「虛擬電廠(VPP)參與電力交易平台的實績與展望」的主題演講指出,整合性的虛擬電廠資源扮演支援電力調度的重要角色,能在關鍵時刻發揮神救援的功能,穩定電網頻率及供電可靠度。
台電所推出的虛擬電廠服務,主要整合的資源包括用戶需量反應、自備發電機及儲能系統等,均可依其特性自由彈性報價,由電力交易平台進行最佳化作業排程;配置虛擬電廠資源於調度日的使用時段與使用量,以因應再生能源變動性,並提高系統調度彈性。
工研院綠能所副理謝廷彥也以「聚合多元資源的虛擬電廠技術」為主題表示,工研院正面對分散式電源的發展,打造「聚合多元資源的虛擬電廠」驗證平台。主要利用網路通訊技術,將分散在各處的可調度資源,如太陽光電、可調控負載用電、備援電力,以及儲能系統等資源整合。
再經過智慧預測與排程技術進行能源調配,該技術現已結合工研院臺南沙崙院區、六甲院區等各地區資源,完成即時輔助服務、光儲整合及快速反應備轉服務等功能試驗,目前逐步擴大應用層面將技術導入連鎖超市空調系統應用,並針對商用型空調及電動公車進行資源整合規劃與試驗。