有別傳統電網　微電網電力系統大改造

　　微電網內部包含再生能源系統、分散式電源，如微渦輪機、燃料電池及各類負載組成，當處于孤島運轉時，其電力潮流方向、系統暫態現象、電力品質分析及保護協調機制，均與傳統電網的需求不同。

　　目前核研所開發的微電網叁相潮流解析法，適用于低電壓、高R/X比的叁相不平衡系統或電壓控制型匯流排過多的微電網系統，不論于微電網在併網或孤島運轉下，皆能保持強健性及快速收斂、求解的效果。另外，為分析微電網併網、孤島及N-1事件時的系統暫態響應，核研所亦已建立高聚光太陽能電池（HCPV）、風力機組、電力轉換器及電子負載等微電網細部元件的數學模型。

　　由于再生能源使用的電力轉換器大多含有電容及電感元件，容易產生系統諧波，因而也須建構微電網系統主要元件諧波時域模型，并開發微電網于併網與孤島不同狀態的叁相諧波潮流與不平衡分析，以確保微電網電力品質。現階段，業界已運用主動式電力濾波器（APF），改善微電網系統中諧波濾除、無效通濾補償、功率因數修正與負載平衡等問題，并實現微電網電力品質監控平臺；核研所正在研發中的微電網系統亦可支援上述功能。

　　此外，微電網所需的電力保護機制亦與傳統電力系統不同，業者須導入具可擴充與隨插即用（Plug-and-Play）的模組化微電網保護協調機制，同時還要依據微電網區域串、併聯形式，開發微電網內部發生故障時的電源-負載配置（Configuration）方法，減少微電網內部故障時須卸除的負載量，并配合卸載計畫提高供電可靠度。

　　強化微電網能源管理　通訊/儲能系統扮要角

　　至于微電網控制與管理方面，其監控介面與即時量測系統（圖5）須確保各區域系統訊號的同步性、正確性與精確度，并于系統介面上設定與執行情境測試步驟，截取即時量測波形資料，做為故障偵測演算法、諧波頻譜分析與卸載策略開發的依據。

　　圖5 微電網監控介面與即時量測系統

　　此舉將有助實現微電網生活化應用，透過建置家庭微電網監控介面與即時量測系統，并開發負載用電與再生能源發電量預測演算法，結合儲能系統、電動車與未來時間電價機制，就可進行市電、負載、儲能系統與再生能源的電力調度，滿足用戶節能需求。

　　未來，微電網將結合IEC-61850、電力線通訊（PLC）、ZigBee及無線區域網路（Wi-Fi），與多區域微電網或臺電配電自動化平臺做連結，建立混合式通訊介面于微電網監控介面與即時量測系統，以達成併網及多區域供電調度功能。

　　除通訊技術外，電網級儲能系統亦是微電網電能管理重要的一環，供應商須整合儲能與微電網監控介面、即時量測系統，才能在不同的微電網運轉模式下達成動態電力調節，以確保微電網供電品質。然而，新電池的開發與復合系統的應用，除須研發新的化學配方研發與結構設計外，還須進行其特性與應用測試，因此測量、評估與分析各種儲能技術是發展電網級儲能系統不可或缺的要務。

　　核研所建置儲電電池管理系統測試平臺，主要設備包括有25kW充放電測試機、5kW全釩液流電池（Vanadium Redox Battery， VRB）系統與60kWh磷酸鋰鐵電池組，并逐步建立儲能電池與系統的測量分析能力、建立測試程序與標準，進行分散與集中化之電能管理系統（EMS）與電池管理系統（BMS）等技術開發。

　　此外，核研所近期更投入全釩氧化還塬液流電池技術開發，包含離子交換膜、活性物質、雙極板及流道設計、電池平衡控制系統（BOP）及密封組裝技術等，并依據微電網及儲能系統的特性進行整合測試及應用，提供分散式再生能源微電網之能源有效調節運用。

　　臺產官學研全力推動微電網

　　目前***的經濟部已提出智慧電網總體規畫方案，而國科會能源國家型計畫中，亦已列入智慧電網主軸計畫--微電網先導計畫，同時也與國內學術單位合作，包括中山大學、中央大學、中正大學、中塬大學、***大學、***科技大學、成功大學、清華大學、義守大學與聯合大學等，全力培育國內微電網領域的專業人才，以加速推動未來微電網建置及前瞻性技術研發。

　　核研所扮演產業與政府之間的溝通橋梁，現已與中華電信研究所簽訂合作備忘錄MOU，共同開發微電網分布式電力節點資訊同步整合技術，并與裕隆集團納智捷公司簽訂合作意愿書，推動電動車應用。

　　核研所也已完成微電網產業先期參與及技術移轉案，包含微電網能源管理與控制、新型諧波與間諧波量測演算法、負載預測、低壓穿越測試環境建置和數位脈波調控等技術；并與國內多家廠商合作開發微電網能源管理控制平臺、通訊技術、儲能系統、微電網電力轉換器、智慧家庭微電網等關鍵技術，以促成國內產業加速進入微電網供應鏈。

　　除電網建置與新技術研發外，***也開始著手推行微電網標準，包含產業標準驗證試驗設施規畫等工作，如技術推廣及示範教育等，充分讓參訪者了解微電網架構、發展現況與未來應用。

　　微電網技術可擴大再生能源應用，增強區域電網供電穩定及可靠度，配合經濟部澎湖低碳島示範計畫、陽光屋頂百萬座及千架海陸風力機等計畫的推動，微電網將扮演重要角色并發揮效益，未來應用于離島、偏遠地區、農莊及中小型社區等。

　　在短期效益方面，可提高***電力網路對分散式再生能源電力承載容量，達成可穩定控制再生能源發電滲透率20%的區域電網的目標。中長期，將結合電動車、儲能產業，期望在中小型社區規模廣泛運用，降低電能傳輸損失及尖峰負載用電，有效提升能源使用效率。