微電網之優勢與效益評估

洪穎怡*主筆

*中原大學電機系教授

微電網是指在一定區域內的分散式電源及儲能系統聯結起來，向其區域內的各終端用戶供應電能。微電網技術有助於提升區域再生能源使用率，並於偏遠地區減少發電燃料及基礎設施建置成本。世界各國（如日本、美國與歐洲部分國家）目前均積極啟動微電網先導型計畫，建置微電網示範平台，以推廣微電網之技術應用。

微電網的優勢有很多，例如特定區域之能源自給自足、減少電力設備採購成本、降低大電網負載、提升可靠度、提供輔助服務及減少污染排放與線路損失等，本文將概述如下：

1.減少電力設備採購成本

微電網之所以能夠減少電力採購成本，主要來自本地化效益(locality benefit) 和選擇性效益(selective benefit)。本地化效益是因為直接將生產的電力銷售給網內消費者，減少了耗損及輸電費用，而在汽電共生的應用情境下，廢熱回收使用可以提高用電效率。選擇性效益則是指消費者可以比較外網和內網電力價格，使用較便宜的電力來源。在評估技術上，可以使用時間序列模擬法，考慮電價波動、負載變異、電力來源差異等因素來估算效益。

2.降低大電網負載

微電網建置有助於緩和電力公司尖峰設備負載，延緩電力公司在發輸配電設備之投資。在評估微電網降低電網負載的效益時，應先考慮尖峰設備負載、負載成長率以及負載設備投資。

3.提升可靠度

微電網透過先進的電力電子技術將分散式電源、負載和儲能裝置整合在一起，可以與配電系統併網運轉，也可以與其解聯後孤島運轉。在配電網發生停電時，微電網可透過孤島運轉來保證對區域內負載的供電，從而提高供電可靠性。可靠度指標有「系統平均停電頻率指標(System Average Interruption Frequency Index, SAIFI)」、「系統平均停電時間指標(System Average Interruption Duration Index, SAIDI)」及「預期缺供電量(Expected Energy Not Supplied, EENS)」等。

4.提供輔助服務 (Ancillary Service)

微電網除了單純供給區域電能之外，亦可支持大電網運轉的輔助服務，其中包括頻率支援、電壓支援、全黑啟動、尖峰負載支援、平衡服務等項目。在台灣頻率輔助服務主要有調頻備載，另外有即時備轉及補充備轉以支持30分及60分鐘內可以啟動的實功率容量為主。

5.減少污染排放與線路損失

微電網採用低污染的再生能源，可以大大減少化石能源的消耗。另一方面，汽電共生及氣輪機可以通過能源的綜合利用，提高能源的利用效率，降低溫室氣體排放。微電網提供在地區域內的電能，自然減少電力公司長距離的送電，因而減少線路損失。

微電網的優勢很多，不管微電網的擁有者是電力公司或獨立機關(企業)，建置微電網首先遇到的問題是成本效益的分析。成本效益分析方法通常被政府或民間部門應用於評估投資方案的可行性分析。成本效益分析係利用數量分析方法，評估一項或多項投資計畫所可能衍生的成本及效益，以提供決策者了解計畫之可行性，並作為決策之重要依據。

一般成本效益評估指標中較常用的評估準則有四種，包含(a)淨現值(Net Present Value, NPV)、(b)內部報酬率 (Internal rate of return, IRR)、(c)益本比 (Benefit-cost ratio, B/C)、(d)折現回收期(Discounted Payback Period, DPB)，成本效益分析的目的係在探討經濟可行性，常用的成本效益指標，說明不同微電網個案之成本與效益，各項指標簡要說明如下：

1.淨現值（Net Present Value, NPV）

淨現值是將投資項目之未來的現金流入與現金流出全部按基準折現率折現成投資起始日現值之總合，稱為該投資的淨現金流量或稱為淨現值。假設微電網的設置淨現值等於或大於零時，即項目收益等於或大於投資成本，代表該項目損益兩平或是投資者有淨利，方案是可接受的；相反的，如果投資評估的淨現值為負數，代表此項目會造成投資者損失，此方案不應該接受。

2.內部報酬率（Internal Rate of Return, IRR）

內部報酬率亦稱內部收益率，為讓投資計畫在分析期間內的淨現金流量現值合計等於零的折現率。當內部報酬率等於或大於基準折現率時，投資項目是可以接受的。

3.益本比（Benefit-Cost Ratio, B/C）

益本比即是將各年淨現金流入折現成利益總合，除以期初投資額之折現成本總合之比值。當比值等於1時，表示投資項目達損益兩平；若比值大於1，代表該項目之利益總合大於成本總合，投資者可接受該項目；若值小於1，則不可接受該項投資計畫。

4.投資回收期（Payback Period）

投資回收期亦稱還本期間，用於衡量回收投資項目期初投資成本所需要的年期，即以投資項目凈現金流入抵償原始投資金額所需要的全部時間。