如何解决微电网并网的效益问题

时间:2013-06-21来源:网络

由于再生能源使用的电力转换器大多含有电容及电感元件,容易产生系统谐波,因而也须建构微电网系统主要元件谐波时域模型,并开发微电网于阃与孤岛不同状态的叁相谐波潮流与不平衡分析,以确保微电网电力品质。现阶段,业界已运用主动式电力滤波器(APF),改善微电网系统中谐波滤除、无效通滤补偿、功率因数修正与负载平衡等问题,并实现微电网电力品质监控平台;核研所正在研发中的微电网系统亦可支援上述功能。

此外,微电网所需的电力保护机制亦与传统电力系统不同,业者须导入具可扩充与随插即用(Plug-and- Play)的模组化微电网保护协调机制,同时还要依据微电网区域串、懔形式,开发微电网内部发生故障时的电源-负载配置(Configuration) 方法,减少微电网内部故障时须卸除的负载量,并配合卸载计画提高供电可靠度。

强化微电网能源管理通讯/储能系统扮要角

至于微电网控制与管理方面,其监控介面与即时量测系统(图5)须确保各区域系统讯号的同步性、正确性与精确度,并于系统介面上设定与执行情境测试步骤,截取即时量测波形资料,做为故障侦测演算法、谐波频谱分析与卸载策略开发的依据。

图4 微电网监控介面与即时量测系统

此举将有助实现微电网生活化应用,透过建置家庭微电网监控介面与即时量测系统,并开发负载用电与再生能源发电量预测演算法,结合储能系统、电动车与未来时间电价机制,就可进行市电、负载、储能系统与再生能源的电力调度,满足用户节能需求。

未来,微电网将结合IEC-61850、电力线通讯(PLC)、ZigBee及无线区域网路(Wi-Fi),与多区域微电网或台电配电自动化平台做连结,建立混合式通讯介面于微电网监控介面与即时量测系统,以达成阃及多区域供电调度功能。

除通讯技术外,电网级储能系统亦是微电网电能管理重要的一环,供应商须整合储能与微电网监控介面、即时量测系统,才能在不同的微电网运转模式下达成动态电力调节,以确保微电网供电品质。然而,新电池的开发与复合系统的应用,除须研发新的化学配方研发与结构设计外,还须进行其特性与应用测试,因此测量、评估与分析各种储能技术是发展电网级储能系统不可或缺的要务。

核研所建置储电电池管理系统测试平台,主要设备包括有25kW充放电测试机、5kW 全钒液流电池(Vanadium Redox Battery, VRB)系统与60kWh磷酸锂铁电池组,并逐步建立储能电池与系统的测量分析能力、建立测试程序与标剩进行分散与集中化之电能管理系统(EMS)与电池管理系统(BMS)等技术开发。

此外,核研所近期更投入全钒氧化还塬液流电池技术开发,包含离子交换膜、活性物质、双极板及流道设计、电池平衡控制系统(BOP)及密封组装技术等,并依据微电网及储能系统的特性进行整合测试及应用,提供分散式再生能源微电网之能源有效调节运用。

台产官学研全力推动微电网

目前台湾的经济部已提出智慧电网总体规画方案,而国科会能源国家型计画中,亦已列入智慧电网主轴计画--微电网先导计画,同时也与国内学术单位合作,包括中山大学、中央大学、中正大学、中塬大学、台湾大学、台湾科技大学、成功大学、清华大学、义守大学与联合大学等,全力培育国内微电网领域的专业人才,以加速推动未来微电网建置及前瞻性技术研发。

核研所扮演产业与政府之间的沟通桥梁,现已与中华电信研究所签订合作备忘录MOU,共同开发微电网分布式电力节点资讯同步整合技术,并与裕隆集团纳智捷公司签订合作意愿书,推动电动车应用。

核研所也已完成微电网产业先期参与及技术移转案,包含微电网能源管理与控制、新型谐波与间谐波量测演算法、负载预测、低压穿越测试环境建置和数位脉波调控等技术;并与国内多家厂商合作开发微电网能源管理控制平台、通讯技术、储能系统、微电网电力转换器、智慧家庭微电网等关键技术,以促成国内产业加速进入微电网供应链。

除电网建置与新技术研发外,台湾也开始着手推行微电网标剩包含产业标恃橹な匝樯枋┕婊等工作,如技术推广及示教育等,充分让参访者了解微电网架构、发展现况与未来应用。

微电网技术可扩大再生能源应用,增强区域电网供电稳定及可靠度,配合经济部澎湖低碳岛示计画、阳光屋顶百万座及千架海陆风力机等计画的推动,微电网将扮演重要角色并发挥效益,未来应用于离岛、偏远地区、农庄及中小型社区等。

在短期效益方面,可提高台湾电力网路对分散式再生能源电力承载容量,达成可稳定控制再生能源发电渗透率20%的区域电网的目标。中长期,将结合电动车、储能产业,期望在中小型社区规模广泛运用,降低电能传输损失及尖峰负载用电,有效提升能源使用效率。

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关键词: 如何解决 并网 微电网

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