專家專欄

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儲能研究領域(五)-智慧電網整合技術

張家欽 院長1、方啟光2
國立臺南大學環境與生態學院1、國立臺南大學綠色能源科技學系碩士班2


智慧電網整合技術為儲能系統與電網互連的關鍵技術,其中包含(1)電池管理系統、(2)併網型儲能電力轉換器開發 (3)電網管理平台開發以及(4)電力及系統大數分析等四項技術。

「智慧電網整合技術」藉由儲能系統與電網互連,並建立電網管理平台整合技術,同時儲能元件如電池等之儲能系統管理技術,建立高電壓( 1,000 V 以上)電池組管理能力,並建立百瓩級儲能電力轉換器開發關鍵技術。

在電能管理平台開發技術必須處理大量資料監測並透過通訊傳送至電網管理平台,並且建立區域電網電力供需及時段分析、儲能系統之特性與搭配各元件生產品質大數分析,配合百萬瓩級以上併網型儲能電力轉換器開發技術,加上未來儲能應用場域增加,可逐步累積智慧電網整合技術測試經驗,可望自主掌握電網管理平台的控制關鍵技術。

以建立百萬瓦等級儲能設備系統管理技術為目標,在區域變電站或再生能源發電端安裝大型儲能設備,測試電力系統的變化及儲能設備在電網扮演的功能,進行各類儲能技術之搭配特性及成本效益分析,作為發展大型儲能設備的技術依據。收集國際儲能政策、併網規範及標準法規等最新發展趨勢分析,配合國內電網結構、在地再生能源特性與儲能產業發展建立在地之智慧電網整合技術;建構國內電網級儲能系統之研發能量,進行大型電池及儲能系統相關性能驗證,協助國內業者技術開發產品;開發本土化智慧電網整合技術與平台建置、發展區域(微)電網之調度管理與自主控制技術抑制負載湧浪電流,並建立分散式綠能及儲能整合應用技術,解決再生能源不穩定之問題。開發智慧電網整合技術,強化配電管理功能、穩定饋線電壓、及優化機組排程與經濟調度。

開發本土化智慧電網整合技術,強化配電管理功能、穩定饋線電壓、及優化機組排程與經濟調度。發展區域(微)電網之調度管理與自主控制技術,抑制負載湧浪電流、強化區域電網韌性與提升電網容納新增分散式再生能源的能力、及提升控制精準度與可靠度。將發展智慧型再生能源產業化技術與驗證技術,並結合儲能應用技術,解決再生能源不穩定的先天限制。

能源大數分析是將能源系統作為資訊物理系統(CPS)概念,以整合電力系統與發電能源系統及終端能源應用系統之間的資訊,以大資料及電力大資料思維,將私人網路及互聯網共同組成通信環節,結合調度業務與經營業務之間的資訊,並且對儲能系統與電力供需之特性進行分析,著重需求特性與儲能系統產品特性與品質分析技術。通過因果關聯式、統計關聯式及博弈等行為關聯式的資料及相應的大資料技術,物理系統與資訊系統融合為資訊物理能源系統(CPES)。探索儲能系統產品在電力(能源)大資料的應用,並通過相關課題的研究,歸納大資料技術對提高儲能系統產品在不同時間尺度及空間中的經濟性與可靠性的作用與途徑,並且回饋資訊給儲能系統生產單位,結合智慧生產確保產品品質壽命與安全性。所考慮技術包括在原本完全依靠數學模型分析與統計分析的過程中加入因果分析手段,以提高儲能系統產品的效率、適用性與精度;綜合應用模型分析、相關分析、行為分析與實驗經濟學模擬分析等手段有效探索的相關研究領域。

智慧電網整合技術重點研究領域之技術考量方向,內容如下:

  1. 評估台灣全島的區域電網電力分析,儲能系統結合電網之電力穩定化效益分析。
  2. 發展虛擬電廠調度所需之電力負載需求預測,儲能系統以及用戶端之負載及各式發電裝置之調度決策關鍵技術。
  3. 先進能源管理系統開發,其核心技術包含適用於大型儲能之電力品質 檢測、穩定度分析與最佳化調度等。
  4. 高電壓(1,000V以上)電池組管理能力技術評估和發展。

建立多元創能電力系統分析技術,儲能系統在電網結構最佳化技術,完善電業及電力市場管理制度,強化供電穩定性。