需求面資源整合與應用

王金墩*主筆

* 台電綜合研究所負載管理研究室主任

　　在國家明訂2025年能源配比上位目標之原則下，所啟動的能源轉型與電業法修訂後電業自由化進程，兩股重要變革力量加諸於未來智慧電網的挑戰，使得電業必須提前準備足夠之資源，以面對即時與長期的電力供需平衡。在逐步邁向再生能源併網極大化的目標下，傳統機組追隨負載變化的能力逐漸下降，包括容量、電能及輔助服務資源，這些資源將開始向需求面用戶端分散電源募集，包括非躉售再生能源、自用發電設備、儲能、電動車及各類型需量反應。

　　這些分散資源的組合（Portfolio）、整合（Integration）及交易（Transaction）將成為未來電網穩定與創新多元應用之促動者，為了準備足夠面對再生能源預期不穩定（例如早上太陽光電(PV)開始發電、負載上升，下午PV開始退場、負載持續上升）及非預期不穩定（白天天氣不穩定，造成PV大量間歇變動）議題，電網調度者正根據台灣能源配比現況，逐步建構大型用戶端資源協同傳統機組提供電能、容量與輔助服務之機制，同時為讓資源公平、充足及有效益地被調度，將追隨先進電業自由化國家的腳步，朝電力交易平台的目標邁進，以雙邊合約（例如「調頻備轉輔助服務(AFC)」、「快速反應備轉輔助服務(FRR)」）及日前競價（需量競價、非傳統機組參與即時備轉輔助服務）先行，讓參與者磨練技術、價格彈性及負載調整能力等，以備未來市場機制成形時，有足夠的電力商品資源、調度準則、驗證技術及價格結清等經驗可供參考。

　　在需求面資源方面，分為負載管理型需量反應方案（含時間電價）及輔助服務型需量反應方案兩類，其所募集的資源非常多元，這些方案各有不同目的，例如以時間電價反應供電成本及引導中長期用電行為，以計畫型需量反應方案建立基本尖峰抑低容量；以臨時型（緊急型）需量反應方案補充電網短時間機組與負載變動；以輔助服務型需量反應方案提供系統即時頻率穩定協助等，這些方案各有需求條件、價格及反應時間，各有不同類型的用戶參與及被募集的需量，筆者以交付抑低資源的反應時間需求為例，彙整目前台電所有方案的現況如下圖1所示：

圖1 台電需量反應/輔助服務方案現況
 

　　這些資源在用戶端已經歷一次競合及最佳化過程，未來在電力交易平台成立時會再進行另一次競合，對調度資源取得方面，開放市場即為達到競合最佳化的過程。
　　在這過程中，須注意需求商品設計（類型/量/時間）及限制條件，同時引進新型資源（儲能/電動車/非躉售再生能源等）的參與及新型商業模式（例如Aggregators）的運作是未來重要議題，這兩者亦即虛擬電廠（Virtual Power Plant, VPP）的核心意涵，VPP的技術與商業運作可同時提供系統及區域電網穩定資源的取得，在日本行之有年，但目前被VPP所募集的小型資源成本尚高，不足以與大型資源競爭。因此，日本經產省（METI）從2017 至2020年，每年均以超過10億台幣的經費提供試驗計畫階層式的進行技術、資通訊及資源整合運作，如圖2所示，日本電業自由化進程領先台灣5~10年，值得台灣參考借鏡。台灣亦應提早規劃用戶端資源的應用，一旦電力流/資訊流(power flow / data flow)與用戶產生緊密聯結，新的用戶端加值應用將蓬勃發展，結合以能源管理系統(EMS)-包括家庭能源管理系統（HEMS）、建築能源管理系統（BEMS）、區域能源管理系統（CEMS））為主的技術，搭配智慧電表(AMI)基礎建設的投入，加速推展大數據(Big Data)、人工智慧(AI)為主的數據經濟與創新應用，讓這次的能源轉型時間序列得以多維度展開！

圖2. 日本VPP試驗計畫