名家專欄
陳正一:透過七項應用樣態推動台灣虛擬電廠的發展
2025-09-11
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編者按,台灣智慧城市產業聯盟虛擬電廠VPP SIG於2025SCSE展會結束後的SIG會議決議兩件事情:第一、爭取縣市政府提供用戶表後VPP驗證場域,第二、透過SIG討論出台灣用戶表後VPP可能的應用樣態及其對應的商業模式,期透過以上兩點工作的落實,除了進行與台電進行逆送電及相關標準,還有法規探討之依據。針對前者,SIG已經多次拜會各地方政府,將陸續展開PoC工作;至於後者SIG副召集人中央大學教授陳正一已於8月15日發表虛擬電廠的七項應用樣態,後續還需增修各樣態對應的商業模式及應用情境。以下是相關重點說明: 由桃園市政府、桃園市工商發展投資策進會、台灣智慧城市產業聯盟(TSSA)、台北市電腦公會(TCA)於8月15日共同主辦「台灣虛擬電廠發展趨勢與商機論壇」,多位產官學界專家齊聚一堂共同探討城市淨零發展及能源轉型相關議題, 其中國立中央大學電機工程學系教授暨系主任陳正一表示,隨著全球朝向淨零排放目標邁進,虛擬電廠(VPP)正成為智慧城市能源管理的核心,提供創新解決方案來實現永續發展。虛擬電廠透過數位化系統整合技術將分散式能資源(如太陽能、儲能設備及電動車)聯網協同調度,提升電力系統的靈活性,幫助減少傳統能源系統的運營成本,同時加速向碳中和過渡。 虛擬電廠 (Virtual Power Plant, VPP) 是一個將分散式能源資源(如再生能源、儲能系統、可控負載等)聚合起來,透過智慧化管理,使其能像傳統大型電廠一樣運作,共同參與電力市場或提供電網輔助服務的概念。根據來源,虛擬電廠主要可分為以下七種樣態(如下圖): 【樣態1:單一用戶側負載之需量反應(Demand Response for Single Demand-Side Load)】 此樣態主要指單一用戶透過其負載管理來參與需求面管理措施或電力交易平台。用戶可能透過調整製程或排程來配合台電的需量反應計畫,以減少尖峰用電或獲得經濟誘因。這種方式屬於虛擬電廠的一種。 【樣態2:多用戶側負載之需量聚合(Demand Aggregation for Multiple Demand-Side Loads)】 此樣態涉及多個用戶將其負載或再生能源設施(如屋頂太陽光電)聚合起來。由於單一小型用戶的用電量可能不足以參與需量反應,因此透過聚合商將這些資源匯集,代表它們與電力公司進行交易和拆帳。 【樣態3:表後儲能需量抑制(Demand Limiting with Behind-the-Meter Energy Storage)】 用戶在自家或廠區內設置儲能系統,並結合時間電價策略。概念是在電價較低的離峰時段充電,並在電價較高的尖峰時段放電,以降低電費支出。這種模式也能夠增強用戶的用電彈性,甚至可參與台電的輔助服務以獲取額外收益。 【樣態4:單一微電網之輔助服務(Ancillary Service with Single Microgrid)】 此樣態是一個包含再生能源(如太陽光電)、儲能、發電機及負載的異質能源微電網。微電網的關鍵在於其在特殊狀況下(如電網異常或斷解聯)能獨立自主供電。儲能系統在此扮演重要角色,不僅能穩定供電,還能在電網頻率快速下降時,大量送電以提供輔助服務,維持系統穩定性。例如,在花蓮大地震時,儲能系統的啟動便發揮了作用。 【樣態5:聚合多微電網之輔助服務(Ancillary Service with Aggregation of Multiple Microgrids)】 當微電網的數量增加並形成聚落時,可以透過互聯方式,共同參與電力公司的輔助服務。這提高了區域能源管理的複雜度,但也使得區域之間能夠進行電力共享,提升整體系統的韌性。 【樣態6:單一微電網可逆送電之電力調節(Bidirectional Power Regulation with Single Microgrid)】 此樣態的微電網除了自主發電、儲電與用電外,更具備將電力逆送回電網的能力。電動車或電動巴士(V2G, Vehicle-to-Grid)在此樣態中扮演關鍵角色,它們在非營運時段可作為移動式儲能設備,將儲存的電能回送給電網,緩解電網壓力或作為收益來源。儘管概念已提出,目前台電尚未全面實行逆送電功能。 【樣態7:混合型用戶側電力調節(Demand-Side Hybrid Power Regulation)】 這是最具高度自由化的市場模式,整合了前述所有樣態的特點。不同類型的用戶(包括各種微電網)可以自由地進行電力交易,甚至實現跨區域的能量調度。此樣態的終極目標是透過市場機制,實現系統運轉成本最低、再生能源使用率最高、電力品質最佳、延長關鍵負載電能供給時間、電能碳排放量最低、能源聚合最佳收益及系統運轉韌性最佳等多重系統目標。 最後陳教授表示這些虛擬電廠的樣態是未來智慧城市發展中導入能源管理策略的重要方向,旨在使能源調度更穩定、更平穩。 |