產業追蹤／虛擬電廠納入中小用戶 調度更彈性

面對淨零轉型的趨勢，政府積極布建再生能源設施，並強化電網韌性。隨著再生能源占比攀升，加上產業用電逐年增長，如何克服再生能源供電間歇特性，並滿足用電需求，已成為各國電網發展的關鍵，虛擬電廠就是最佳解決方案之一。

虛擬電廠能夠調節分散各處的電力使用，甚至整合儲能、電動車充電、太陽能等資源，整合後的資源就像一座可受調度的電廠，能夠協助平衡供需，甚至在事故發生時提供支援，降低停電風險。

國內已有不少大型用戶參與台電的電力調節方案，整體聚合量的成長已經面臨瓶頸，然而數量龐大中小型用戶的應用潛力仍待發掘。相對於大型用戶，中小型用戶單一資源量體小、位置分散、通訊整合成本高、資源聚合之變異大，在能源管理與經濟上具備相當的挑戰。針對此問題，工研院開發的「聚合多元資源虛擬電廠技術」，利用介面標準化、服務多樣化的方式，降低中小型用戶資源的導入成本，並強化預測技術、提高需量調度的精準度，也開發輕量化的能源管理系統，以提高用戶參與需量反應的意願。

這個虛擬電廠運作平台的應用對象涵蓋負載小於200kW的中小型用戶，像是商店賣場、校園、住宅或電動車充電場站等，同時開發出可隨插即用（Plug and Play）的U-Box，讓不同型態的資源都能輕易連結至系統平台，進行資源整合調度。這些電力資源的資料採用安全加密傳輸，經雲端通訊平台上傳至決策系統，藉由AI人工智慧，自動化進行調度，同時具備電力負載預測、資源聚合排程、運轉即時優化等功能模組，讓平台使用者能夠有效管理資源。

該套系統目前已導入國內中型賣場進行驗證測試，整合冰水主機的運轉控制，在不影響場域舒適度的情況下進行電力調度，經過實證，空調卸載期間室溫的變化小於1℃，平均卸載量約為場域用電的10%。

此外，配合政府2022年「班班有冷氣」政策，除在中小學校園設置冷氣，也鼓勵增設太陽光電設施。而大量的新設冷氣對於電力供應仍是潛在壓力，應用虛擬電廠的概念，工研院協助教育部將能源管理系統與智慧冷氣導入校園，使校方隨時掌握冷氣用電資訊；並且為台電建立自動需量反應平台，在電力系統有需求時發出指令，參與校園的EMS在15分鐘內自動發出指令減少冷氣用電，協助電網維持穩定運轉，化阻力為助力。這樣的成功經驗，也鼓勵台電進一步推動家庭用戶的空調自動需量反應，在此研究計畫中，工研院將募集2萬個家庭智慧冷氣，建構國內第一個平民化的虛擬電廠。

除商場、學校、家庭外，電動車也是虛擬電廠不可忽視的資源。隨著交通低碳化的趨勢，2030年公車即將全面電動化，工研院運用虛擬電廠技術，進行充電排程的優化，降低日間尖峰用電，穩定夜間充電負載以建立備轉服務潛力，使業者有機會參與電力市場，即協助供電穩定，同時減少電費，創造雙贏局面。

虛擬電廠是台灣供電穩定的重要助手，目前德國、日本等先進國家在虛擬電廠技術上已發展多年，並建立成功的商業模式，台灣目前正處於發展期，許多跨領域產業躍躍欲試，工研院長期投入虛擬電廠技術開發，特別著重於中小型用戶的資源整合，以突破應用門檻，帶動更多潛力資源進入虛擬電廠，共同打造更加強韌可靠的電網。

（作者是工研院綠能與環境研究所電網與電力電子技術組組長）

工研院

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