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【藍圖】電力需求如何「靈活調度」?需求端管理的兩個案例

2017-11-13 10:00
談到能源時,大部分台灣人只想到發電,實際上電力需時時平衡,發電、輸配、用電,各個環節都同樣重要。圖/網路CC授權
談到能源時,大部分台灣人只想到發電,實際上電力需時時平衡,發電、輸配、用電,各個環節都同樣重要。圖/網路CC授權

談到能源時,大部分台灣人只想到發電,實際上電力需時時平衡,發電、輸配、用電,各個環節都同樣重要,對於需求端的管理,過去台灣人只熟悉最粗暴的一種方式,就是分區限電,不過台電也已經開始嘗試需求反應(Demand Response, DR,台電譯為「需量反應」)的需求端管理方式,儘管需求反應在台灣似乎鮮少為人所知,其實它並非是全新技術,早已經出現超過20年。

美國電力設備廠「Itron」於2017年10月在休士頓舉辦的「Itron」電力周(Itron Utility Week)上,討論了需求反應的議題,「Itron」本身也很看重需求反應市場商機,在2017年5月以1億美元購併需求反應暨節能廠「Comverge」。「Comverge」是由科學亞特蘭大(Scientific Atlanta)與朗訊(Lucent)相關部門結合而成,2007年曾經股票上市,2012年由私募公司「H.I.G. Capital」收購並下市,2014年「H.I.G. Capital」將「Comverge」工商業部門與聯合能源(Constellation Energy)旗下的「CPower」合併,讓「Comverge」專營住宅與小企業部門。

2015年,「Comverge」取得紐約電力公司中哈德遜瓦斯電力公司(Central Hudson Gas & Electric)合約,為5萬戶的用電區域,建立「需求反應」計畫,總計畫容量為16百萬瓦。過去當某區域尖峰用電量提升,不僅只是尖峰時要調度更多電力供應,該區的輸配網路也要全面提升,才能在短暫的尖峰時間輸送所需電力,這造成電力公司龐大的基礎設施升級,以及隨之而來的維護費用負擔,卻只是因應一年與一天中的少部分時段,若以「需求反應」來度過尖峰時間,電力公司就能節省硬體建設成本。

由於讓簽約用電戶配合在尖峰時間減少用電,以這種方式抑平尖峰需求,相較於增建與維護輸配基礎設施,可讓電力公司省下鉅額成本,電力公司可將省下的錢,用來吸引用戶加入需求反應計畫。以中哈德遜瓦電的計畫來說,提供85美元獎勵金(2,566元新台幣),外加50美元電費折價金(1,509元新台幣),並贈送Wi-Fi自動調溫器,以此獎勵方式,在推出6個月內,就讓用戶參與率高達30%。但「Comverge」還抱持更高的參與率目標,預計希望部分地區能達到50%參與率,因為「Comverge」設下高目標,希望能藉由需求反應抑低10%尖峰用電,而非過去需求反應計畫大多只設定在1~2%的低目標。

需求反應不只能解決大範圍的需電尖峰問題,還能針對局部地區的意外狀況作為彈性應變措施。美國南方電力公司(Southern Company)旗下的灣區電力公司(Gulf Power)進行需求反應措施已經超過20年,2016年夏季時,灣區電力公司有2度有特定輸配線路發生問題,局部地區供電陷入危機,輸配部門連忙聯絡需求反應部門,希望能藉由需求反應解除局部供電困境。

原本灣區電力公司的需求反應並不針對局部需求,但剛好灣區電力公司先前為其用戶全面更換智慧電錶,新安裝的智慧電錶,讓灣區電力公司能挑選特定區域用戶,調整不同的軟體模式,並與智慧型手機連結,當緊急狀況發生,灣區電力公司需求反應部門傳送訊息給受影響區域用戶,提示進入緊急尖峰價格獎勵模式,1.9萬用戶中只有少數回應,有些立即回應,有些在半小時到一小時內回應,平均每個用戶降低2.5千瓦負載,總計降低50~75萬瓦需求,雖然看似杯水車薪,卻已經足以讓灣區電力公司度過危機。

灣區電力公司的例子是藉由智慧電錶達成,但需求反應不必然經過智慧電錶,「Comverge」的案例就並不需要智慧電錶(儘管「Itron」本身其實是智慧電錶大廠),兩個不同的案例顯示,智慧電錶是智慧電網的一個重要環節,但不必然是「必備環節」。

政院積極規畫解決「五缺」問題,針對「缺電」部分,提出3個執行策略,其中包括「靈活調度智慧儲能」,需求反應即為靈活調度的其中一環,如今全球需求反應技術發展日新月異,調控能力不僅更加成熟,也更加精確,台灣的確可多加參考,藉以打造穩定且有應變力的電力系統。

 


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