東吉嶼高占比再生能源微電網系統

2018-09-18

張永瑞 副組長

行政院原子能委員會核能研究所


微電網系統是再生能源穩健運作的心臟與神經系統,在科技部第二期能源國家型計畫與澎湖縣政府支持下,行政院原子能委員會核能研究所技術移轉中興電工,於東吉嶼建置國內首座離島再生能源微電網系統(如圖一),並商轉成功。2017年3月27日再生能源占東吉嶼總體供電之最高瞬間為92.8%,預估全年可減少燃油發電成本約160萬。此系統包含86 kW太陽能發電系統、180 kWh儲能電池、200 kW柴油發電機及3條電力負載饋線。

圖一、東吉嶼再生能源微電網系統

圖二、東吉嶼微電網能源管理系統

澎湖東吉嶼,按戶政登記,157戶264人,另有海巡署及南方四島國家公園管理處約10多人,島上由縣府自營發電,燃油及維修成本高,同時供電不穩。離島用電由於燃油運輸成本高,一直是台灣和東南亞國家財政負擔及迫切待解決的問題。由於再生能源為間歇性能源,大量的再生能源併入離島電網將造成電壓浮動的問題,影響電網供電穩定。再生能源微電網(Microgrid)系統為近年世界各國電力科技發展重點,微電網具穩定電壓及頻率功能,可有效引入再生能源進入電網,配合微電網能源預測及排程調度管理系統,以提昇離島電網再生能源之使用率;此外,微電網具有削峰填谷、尖峰用電調節(Peak Shaving)作用,可降低尖峰用電之系統設備需求規格及成本,達到降低離島發電成本及節能減碳之目的。

圖三、微電網能源管理系統—供用電資訊

圖四、微電網能源管理系統—全日預測

本計畫第一階段完成柴油發電機與太陽光電同步供電;第二階段完成智慧型變流器架設,並導入基本電力管理系統,建置無線遠端監控等功能;第三階段國人自主研發先進微電網能源管理系統(如圖二、三、四),結合再生能源發電預測技術,協調控制儲能系統,進行最佳化排程調度,並進行穩壓補償、改善三相不平衡,提升供電穩定度及電力品質,瞬間再生能源滲透率提升至92.8% (2017年3月27),後續將持續精進。2017年本計畫代表台灣以「澎湖東吉嶼微電網供電系統」參加亞太經合會議(APEC)能源智慧社區倡議(ESCI)智慧電網最佳案例競賽,於21個國家197競爭案例中脫穎而出,榮獲銀質獎,並於2017年4月24日於新加坡領獎。東南亞國家島嶼電力需求迫切,未來相關產業將配合政府新南向政策,推廣島嶼微電網系統應用,拓展國際外交與促進經貿發展,創造新興產業契機。