Layout Strategy of Innovative Smart Grid System Integration Technology Development in Taiwan

Taiwan government has promoted a policy of “Nuclear-free homeland” and increasing the proportion of green energy by 2025, it is expected that Taiwan will experience major energy and social transition. With the vigorous development of distributed renewable energy, Taiwan’s energy system will develop towards a multi-energy coexistence, distributed, and regionalized system. In the future, energy systems must integrate various types of power resources, be user-centered, and use information and communication technologies to integrate renewable energy, energy storage systems (ESS), smart meters and other devices. With optimal energy management, energy systems could improve energy conservation efficiency and reduce peak loads, and build a smart green energy system in a more efficient way. Refers to international experience in development trends of distributed power generation, demand response management, ESS and smart energy integration, this study develops and proposes the Layout Strategy of Innovative Smart Grid System Integration Technology Development in Taiwan.



Layout Strategy of Innovative Smart Grid System Integration Technology Development in Taiwan

智慧電網研發成果切入國際市場

奠基於過去國內電子電機產業基礎，智慧電網主軸為能源國家型計畫第二期的所有主軸當中技術成熟度最接近產業化的主軸之一，主軸內各團隊在技術開發過程中一直與國內系統廠商、台電公司及公部門保持緊密合作，許多團隊的技術已被台電公司採納，配合國家綠能政策的推動，電網智慧化改革的腳步加快，許多團隊已參與智慧電網實地佈建計畫。

在國內智慧電網邁入實際佈建之際，受限於國內市場規模太小，若產業要永續經營，則需要開拓海外市場。然而世界上不同國家與區域的智慧電網發展進程不同，取決於當地社經發展程度、技術水準及可投入資源多寡，且電力基礎建設具有獨佔性，許多國家對於電網佈建規格都有嚴格規定，若要推廣國內技術，需要符合當地法 規與政府需求，加上電網相關建設成本高、回本慢，投資報酬率低，國內廠商單槍匹馬開拓不易，若能與國內其它產學研機構組成團隊，先了解當地需求及電力系統規格，再調整研發成果，提供全方位整合方案，則可提升海外落地成功的機會。有別於智慧電網主軸的其他團隊主攻技術研發，陳彥豪副所長團隊扮演技術商品化推 動者的角色，協助智慧電網主軸的研發成果落實產業化的最後一哩路，攜手團隊與廠商在海外建立示範運轉實績，帶動產業開拓海外市場。



產學合作計畫－智慧電網技術產業落實計畫

International visitors to Wheal Jane

Taiwan interest in Wheal Jane development

分散式電網

過去一個世紀以來，許多區域電氣化以規模經濟方式推動，以大型電廠產生數百或是數千百萬瓦(MW)等級電力，透過輸電與配電網路提供在遠處的用戶可負擔的電力。長久以來各種分散式發電設備在技術上發展已經成熟。近年來隨著產業生產規模與新開採技術發展，太陽能和天然氣也成為低成本電力來源之一，相較於傳統大型電廠，運用這些來源的發電設施可以就近設置於用戶附近，不需透過長距離輸電線路便可就近供應電力。這些電源於特定區域在電力供應成本上已經有機會可以和傳統大型電廠競爭。

近期分散式發電設備發展正處與轉折點，在特定應用上分散式發電將會是成本最低的電力提供方式。然而這些分散式發電若要真正具有競爭力，整個分散式系統必須能夠和整體電系統協調整合運作。為實現分散式系統，目前有很多新技術正在同時發展，例如先進控制系統；更能緊密結合、具有智慧和效率的電力轉換器；智慧電表；快速發展的物聯網以及從大數據中取得決策資訊的能力。

隨著電力來源風貌的持續轉換，未來十年、二十年後的電網樣態也已開始浮現。在發電朝向分散式發展，太陽光電或風力發電等再生能源擴散之際，許多用戶開始自行產生自己需要的電力。根據德州大學奧斯丁分校Robert Hebner教授的觀點，在此同時連結到每個家庭或企業的配電網路，將很有可能變得更像是交涉協調平台，而不只是在不同地點間輸送電力的系統。在電網不斷的改進中，經典電網的型態將在十多年後逐漸成形。

微電網是另一個電網革新的發展方向。微電網由一群相互連結的電源和負載所構成，其規模可以小到各別家戶，大到單一軍事基地或校園。微電網可以無限期的獨立運作，如果內部變動對平時連結的大電網造成不穩定，也可以將自己快速脫離。在自然或人為災害時這是很重要的特性，例如在美國颶風來襲時，多數地區因系統故障沒有電力供應，然而95%的電力供應中斷是由5%電網受損而造成的。電網有效的分配，可將損失適度的限制在特定區域。只要實體上沒有受損、可以連結到電源(無論是天然氣、太陽光電或是風力)，微電網就可以持續運作。

長期而言，微電網技術普及的時間要視技術經濟性和對應的法規限制而定，屆時很可能電網將會演化成一系列相互連結的微電網。在芝加哥、匹茲堡及台灣，很多建置這類型微電網聚落的建議提供給電力公司。這些相互連結的微電網聚落可以相互分享電力，配合與所謂的經典電網互動，最小化能源成本，最大化電力系統妥善率。

分散式發電的擴展及微電網的興起，其發展形式將受到物聯網技術普及與大數據影響力增加等因素影響。當感測器、微型控制器、其他物聯網軟體及設備產業成熟，將會支持分散式發電更容易、更低成本的嵌入未來以資料為驅動力的電網或微電網中。雖然要達到這種複雜精密電網並不容易，但是這樣分散式電網發展趨勢已經在發生，值得期待。



教育部潔能系統整合與應用人才培育計畫-能源教育資源總中心 專家專欄

台灣智慧電網產業海外推廣實踐

國內智慧電網發展在智慧電網主軸專案計畫與經濟部能源資通訊技術發展帶動下，已有許多智慧電網示範場域展現國內智慧電網技術發展成果與能量。然而台灣智慧電網產業推動受限於國內市場規模太小，開拓海外市場是產業永續經濟之必要手段。國際電力基礎建設市場具獨占性，新開發系統設備企業缺乏實績，且投資報酬率低，開拓海外市場不易，因此台灣智慧電網產業發展策略在產業面須推動產學合作，開發先導性系統與設備、引進國際標準，整合國內外產業鏈，開發利基商品、並建設國內外智慧電網示範場域，協助技術商品化系統與設備獲取運轉實績。本文介紹台灣經濟研究院整合成功大學、中原大學、核能研究所、大同公司、中興電工、四零四科技及健格科技在智慧電網與資通訊相關研發能量，針對國際智慧電網潛力市場需求，依據當地電力系統規格，進行「模組式微電網」、「虛擬電廠供電服務系統」、「儲能系統併聯」之技術系統與設備商品化，並於海外建立示範運轉實績，落實技術產業化，帶動產業開拓海外市場。

儲能系統價格趨勢對微電網市場發展之影響

近期由於微電網技術發展已逐漸成熟，且使用再生能源設備供電成本在特定條件下已有市場競爭力，現階段儲能系統價格是否能夠持續下降及其設備使用保固年限是否可延長，為影響用戶導入微電網系統意願的主要因素。本研究蒐集國內外微電網系統的市場與太陽能模組、風力發電機、儲能電池、逆變器等微電網網組成關鍵設備價格現況及趨勢資料，分析微電網系統內設備價格趨勢對於微電網系統供電成本的影響，同時探討微電網系統供電成本變化對於微電網市場發展影響，據此提出我國微電網系統產業發展策略建議。

微電網系統供電成本分析模式介紹

微電網(Micro Grid)的主要概念為，將分散式電源以電力電子與資通訊技術(ICTs)為核心進行系統整合(Integration)，以取代傳統電源的個別併網方式。微型電網應用範圍與分類依其電力等級、系統形式、與使用者類型可分為村莊微電網(Village Micro Grid)、柴油發電微電網(Diesel Mini Grid)及城市(鎮)微電網 (Urban Mini Grid)三種。村莊微電網為非併網系統，多用於電力基礎建設落後地區，提供基礎電力改善生活品質。柴油發電微電網亦為非併網系統，利用於島嶼、村落等不易併聯大電網區域，降低柴油發電成本和化石能源利用、提升電力普及率。城市(鎮)微電網則用於已具備電力基礎地區，建立次世代配電系統，使配電網可孤島運轉，以提高電力供應安全與再生能源使用。

微電網的經濟性是其吸引用戶並得到推廣的關鍵之一，而微電網的經濟效益是多方面的，對用戶而言，經濟效益在於能源高效利用、環保以及安全可靠的客製化電能服務，而最佳化資源配置和提供高效率能源，則是微電網具有經濟效益的主因。本文將分別介紹非併網型與併網型微電網供電成本分析模式，於離島地區、本島偏遠地區或都會區推廣微電網系統時，可於系統設計階段納入經濟效益分析，規劃微電網最適系統組成與裝置容量配比，並可根據使用者需求選擇設備種類，分析比較不同組成與裝置容量配比的供電成本，提供有意願導入的使用者進行初步經濟效益評估。

儲能市場機會與台灣應用利基

隨著再生能源的使用及併網量增加，儲能技術發展與應用為間歇性能源轉換成穩定、可調度運用的電力主要課題。儲能系統可提高電網利用率、整合再生能源發電，發展更經濟的能源供應體系，已成為各國能源科技發展與應用推廣的重點。綜合分析美國、歐洲、日本、中國大陸地區之儲能系統技術推動措施，在技術面，各國多已將儲能技術列為研發重點項目，並設定發展目標，鼓勵企業與學研界投入儲能系統研發。在推廣方面，則補助電力公司具規模的儲能、新能源與智慧電網系統綜合性示範應用實證。在市場面，則設定儲能應用推動政策目標，提供電力事業與用戶獎勵措施，促使電網與用戶端的儲能市場形成。

台灣有許多離島為自行管理其供電，導入大量再生能源可能降低電力系統供電品質與穩定性。若以微電網技術為基礎擴大再生能源利用，隨著儲能技術成本下降，將有機會改善再生能源做為離島供電解決方案之供電品質及可靠度。用戶設置再生能源發電設備與儲能整合系統接受電力公司調度參與再生能源躉購，有助於提高電網接入再生能源容量及再生能源利用率。然而依據目前再生能源發展條例，併接儲能之再生能源發電設備無法參與再生能源躉購。有鑑於新政府擴大再生能源設置目標，建議能源局應可規劃適用於搭配儲能之再生能源設備之躉購機制，鼓勵用戶設置再生能源發電設備時同時設置儲能系統。相對於設置太陽光電參與再生能源躉購機制，一般用戶設置太陽光電與儲能整合系統自發自用，不但可提高國内綠能使用比例，也可免除再生能源躉購所需之強化電網與電力系統所需額外投入。由於近期儲能系統價格已有一定程度下降，部分工業用戶已具有利用太陽光電與儲能整合系統擴大綠能利用誘因。建議能源局可規劃相關獎勵措施，鼓勵一般用戶設置太陽光電與儲能整合系統自發自用。

我國區域能源整合推動能源轉型策略建議

在國際間積極推行減碳政策下，隨著太陽能、風能等再生能源發電成本下降，全球性的能源轉型正在進行。為擴大再生能源使用，各國期待藉由強化需求面管理、再生能源、儲能、智慧電網應用，建立區域智慧能源管理與供應體系，促進能源轉型所需技術實用性或經濟性，實現能源轉型目標。台灣設定2050年溫室氣體排放量降為2005年排放量50%，推動2025年非核家園，提升綠能發電比例至20%等政策目標，並已於2017年完成「電業法」修正。台灣即將經歷重大的能源與社會轉型工程。台灣各區域能源利用與再生能源有其特色，例如北部為能源需求中心、中部擁有離岸及陸上風力發電資源、南部太陽光電資源充沛、東部則有豐富的地熱、海洋能源。本文將從台灣的能源政策、綠色能源技術產業發展、區域能源特色，說明智慧電網技術及虛擬電廠商業模式驅動台灣智慧能源整合、建構綠色能源供應體系的運作構想。

國內智慧型儲電系統商業應用介紹

台灣設定2050年溫室氣體排放量降為2005年排放量50%，推動2025年非核家園，提升綠能發電比例至20%等政策目標，並已於2017年完成「電業法」修正，帶動電力的多元供給與自由化。然而風力、太陽光電等再生能源間歇性發電的特性成為限制再生能源發展的最大瓶頸，也顯現了發展智慧型儲電系統的重要性，其可透過能源管理系統進行監控管理，並透過儲能系統平滑再生能源的電力輸出及平衡當地的電力需求與供應，維持系統穩定運行。隨著電業法修正草案的通過，開放民間新設綠能發、售電業參與電力市場，也帶動了智慧型儲電系統新的商業發展機會。本文參考國內智慧型儲電系統技術發展現況與未來電業環境及法規條件，提出國內智慧型儲電系統可行之商業模式。

全球與台灣綠能產業展望

巴黎協議設定將全球均溫增幅控制在攝氏2度以內，以攝氏1.5度為致力達成目標，期望於21世紀下半期達成碳中和。國際能源總署2015年規劃減碳藍圖，建議採取的主要措施包含提升能源效率、投資再生能源。過去10年各種再生能源發展與成長超過預期， 2015年世界能源展望的統計顯示2014年新建電廠中有將近半數為再生能源，全球性的能源轉型正在進行，再生能源在目前已經成為主流能源之一。在各國積極推動減碳政策下，2015年到2040年全球對發電方面投資，將有高達60% 投入再生能源再生能源將有機會成為全球主要電力來源。

立法院通過「電業法」修正案，於電業劃分中新增再生能源發電業及綠能售電業，開放(1)再生能源發電業可將綠能利用雙邊合約將綠能透過直供或輸配電業代輸售予需要綠電的企業；(2) 再生能源發電業透過綠能售電業將綠能售予需要綠電的企業；(3) 再生能源發電業者協助需要綠電的企業採取獨資或共同投資方式設置及維護再生能源發電自用發電設備，透過直供或輸配電業代輸自用等新商業機會。未來國內再生能源發展將朝大型化、多元化、服務業化發展，對於融資方面需求將倍增。建議國內銀行可與開發商合作，先期參與綠能相關示範累積經驗，爭取國內外綠能發展對於金融體系所帶來的新市場機會。

2016 台湾スマートグリッド 技術産業紹介

台湾スマートグリッド産業は第一、第二期エネルギー国家型科学技術計画スマートグリッド主軸計画を推進することで、台湾スマートグリッド産業協会の統計によると、スマートグリッド製品の総販売金額は2009年の21.09億台湾ドルから2014年の169.51億台湾ドルに増え、スマートグリッド製品の販売総額は毎年平均51.71％の成長率で成長を続けている。台湾国内のスマートグリッドの発展は科技部第一、第二期NEP(National Energy Plane)計画に含まれる第一、第二期スマートグリッドスピンドルプロジェクト、並びに経済部の指導の下に、国内産学研機関が各自、設置や実証実験に参加しており、台湾スマートグリッド技術並びにエネルギー産業の発展成果を示しております。上記のスマートグリッド実証実験は以下に分けられます：1. スマートメーター読み取り及びユーザーエネルギー管理システム。2. スマート送配電並びにマイクログリッドシステム。3.仮想発電所(VPP)統合システム。

2016 台湾スマートグリッド 技術産業紹介



2016 台湾スマートグリッド 技術産業紹介 (パンフレット)

2016 The Development of Smart Grid Industry and Technology in Taiwan

Driven by Smart Grid Focus Center of Phase I and II of the National Energy Program (NEP-I,II), TSGIA statistics indicated that total sales of smart grid products grew from NT$2.109 billion in 2009 to NT$16.951 billion in 2014. Total sales of smart grid-related products are growing at a CAGR of 51.72%.

Lead by Smart Grid Focus Center of Phase I and II of the National Energy Program and Ministry of Economic Affairs’ Development of Energy Information and Communication Technology, domestic industry, university and academy have either set or involved in various smart grid demonstration sites in Taiwan and overseas that display the accomplishment and capabilities of smart grid technologies in Taiwan. Aforementioned demonstration sites can be divided into 3 categories which are 1) Smart Metering and User Energy Management System, 2) Smart Transmission and Distribution and Micro Grid System, 3) Virtual Power Plant Integration System.

2016 The Development of Smart Grid Industry and Technology in Taiwan



2016 The Development of Smart Grid Industry and Technology in Taiwan (brochure)

2016台灣智慧電網技術產業介紹

台灣智慧電網產業在第一、二期能源國家型科技計畫智慧電網主軸計畫推動下，根據台灣智慧型電網產業協會統計顯示，我國智慧型電網產品內外銷總銷售金額由2009年之新台幣21.09億元，成長至2014年之新台幣169.51億元，智慧電網相關產品銷售總額每年平均成長率約51.72%，國內外市場之銷售呈現穩定成長趨勢。國內智慧電網發展在科技部能源國家型科技計畫第一、二期智慧電網主軸專案計畫與經濟部能源資通訊技術發展帶動下，國內產學研單位已於國內外建置或參與40處智慧電網示範，展現國內智慧電網技術產業發展成果與能量。前述智慧電網示範場域主要可分為智慧讀表及用戶能源管理系統、智慧輸配電與微電網系統、虛擬電廠整合系統等三大類。

2016台灣智慧電網技術產業介紹



2016台灣智慧電網技術產業介紹 (小手冊)

智慧城市整合智慧電網推動模式研究

低碳智慧城市是以低碳經濟為發展模式及方向、酌以低碳生活為理念，進行城市各項基礎建設的規劃、設計、建設與營運，整合電力、瓦斯等能源和交通、物流與公共服務達成效率化、障礙排除和節省能源的複合式服務，提升市民生活與經濟福利，邁向永續發展的低碳社會。智慧電網是未來智慧城市資訊網絡中最重要的資訊整合與傳遞基礎建設，利用各種低碳能源整合發展虛擬電廠，將可提供動力維持城市創新與活力，建構高品質的生活環境。

台灣未來能源需求將持續成長，隨著產業朝向高值化，民眾生活水準提升，電力占總能源需求比例逐年增加，電力對於經濟發展與社會安定的重要性，將持續上升。都會區負載集中、電力需求急速成長，然而配電及變電設施因路權和居民的反對而無法擴建，產生即使有發電容量也無法傳送電力的區域限電問題，造成地區性供電瓶頸。本文將分析智慧低碳城市與虛擬電廠技術整合發展趨勢，提出都會區智慧電網推動策略，並以台北市為例，分析台北市推動智慧電網的條件與機會，最後並介紹台北市興隆公共住宅智慧電網第零期計畫。

島嶼型微電網示範案例與市場機會介紹

由於再生能源及新能源發電的不穩定性，需發展即時有效監控與調度分散式 或再生能源技術以降低併網衝擊。微電網主要特徵為：(1)多適用於用戶存在的特定區域；(2)由分散式電源與小規模電網組成；(3)相對於既存的大型電力系統可分為併網型與獨立型；(4)利用資通訊技術進行數個分散式電源或負載的整體監控。其核心概念為利用電力電子與資通訊技術將分散式電源進行系統整合，取代傳統電源的個別併網，平衡當地電力需求與供應，並具有自我控制與保護之能力，維持系統穩定運行。

全世界許多離島由於系統規模小、距離大型電力系統遠，多由個別用戶以柴油機或獨立系統供電，使用碳排放高的化石燃料。由於燃料需遠距運輸，燃料與運輸的高成本導致發電成本高，存在電力供應經濟性課題。若於離島地區大量導入再生能源將可減少燃料使用，同時解決環境與成本問題。然而導入大量再生能源可能降低電力系統供電品質與穩定性。若以微電網技術為基礎擴大再生能源利用，隨著儲能技術成本下降，將有機會改善再生能源做為離島供電解決方案之供電品質及可靠度。

本文介紹日本「島嶼獨立型系統新能源導入實證事業-島嶼微型電網系統試驗」及新加坡於2010年選定無電力系統的烏敏島示範微電網作為東南亞地區離島供電系統的可行性等示範計畫，並分析微電網市場機會。

微電網技術經濟性分析研究

當今傳統電力系統面臨諸多挑戰，例如現行離線方式之應變計畫存在發生連鎖停電的風險、再生能源與新能源發電的不穩定、開發中國家人口成長速度遠高於電網的建置速度等。面對以上挑戰，世界各國之電源供應系統逐漸朝向分散式電源發展，擴大再生能源利用，提高能源的利用效率，降低能源密集度。然而再生能源及新能源發電的不穩定特性，當其併入電網之容量佔比逐步提高而達到某個程度時，自亦影響電力系統的穩定度，需發展即時有效監控/調度分散式或再生式電源技術，降低分散式電源併網帶來的衝擊，因此美國、歐洲與日本等先進國家近年都積極投入先進電網技術研究。

微電網(Micro Grid)的主要概念為，將分散式電源以電力電子與資通訊技術(ICTs)為核心進行系統整合(Integration)，以取代傳統電源的個別併網方式。微型電網應用範圍與分類依其電力等級、系統形式、與使用者類型可分為村莊微電網(Village Micro Grid)、柴油發電微電網(Diesel Mini Grid)及城市(鎮)微電網 (Urban Mini Grid)三種。村莊微電網為非併網系統，多用於電力基礎建設落後地區，提供基礎電力改善生活品質。柴油發電微電網亦為非併網系統，利用於島嶼、村落等不易併聯大電網區域，降低柴油發電成本和化石能源利用、提升電力普及率。城市(鎮)微電網則用於已具備電力基礎地區，建立次世代配電系統，使配電網可孤島運轉，以提高電力供應安全與再生能源使用。微電網的經濟性是吸引用戶的關鍵，微電網最佳化的經濟分析將有助於了解真實市場下微電網可帶來的整體利益。本研究將介紹本研究所開發之微電網技術經濟性分析模式，並以核能研究所園區內的百萬千瓦級微型電網計畫作為雛型，提出假設性案例，並利用線性規劃軟體，估算微電網在最低營運成本的狀態下，24小時的最佳化排程。

The developing state and strategy suggestion of microgrid technology in Taiwan

Conventional power system is facing many challenges, for example, the risk of chain blackouts exists in the current off-line mode, the instability of renewable power, the high population growth rate of developing countries etc. Therefore, the ideal transforming of the centralized power supplied systems to decentralized systems are many discussions in the world recently. The decentralized systems have many advantages, such as, being easy to find the installation location, high flexibility of the investment in equipment, the feasibility of being used as emergency power, high energy usage efficiency, low outage rate, being easy to manage, the feasibility of making use of low-carbon energy and reducing the investment on the power transmission equipment and line infrastructure. Thus, the United States, Europe, Japan and other advanced countries in recent years actively focus on the advanced network technology.

Considering electricity supply security and high foreigner energy dependency, adopting more distributed power generation like PV, Wind and improving energy efficiency has become Taiwan’s energy policy. In the short-term, the installation of microgrid technology could increase the capability of carrying more distributed power in the power girds. Moreover, in the long-term, this could help the power company to manage transformer load and electrical equipments. The emerging microgrid technology could be regarded as the blue ocean of Taiwan’s energy industry. The implementation of microgrid is a critical transition to sustainable energy supplies. This study analyzes the concept of microgrid operation, technology promotion strategy, microgrid market potential, and the domestic development state in terms of advanced countries. The study will eventually give suggestions of microgrid development strategies in Taiwan.

Keywords：Micro grids, Smart grid, Cascaded Fault, Renewable Energy

各國微電網示範計畫介紹

當今傳統電力系統面臨諸多挑戰，例如現行離線方式之應變計畫存在發生連鎖停電的風險、再生能源與新能源發電的不穩定、開發中國家人口成長速度遠高於電網的建置速度等。面對以上挑戰，世界各國之電源供應系統逐漸朝向分散式電源發展，擴大再生能源利用，提高能源的利用效率，降低能源密集度。然而再生能源及新能源發電的不穩定特性，當其併入電網之容量佔比逐步提高而達到某個程度時，自亦影響電力系統的穩定度，需發展即時有效監控/調度分散式或再生式電源技術，降低分散式電源併網帶來的衝擊，因此美國、歐洲與日本等先進國家近年都積極投入先進電網技術研究。

微電網(Micro Grid)的主要概念為，將分散式電源以電力電子與資通訊技術(ICTs)為核心進行系統整合(Integration)，以取代傳統電源的個別併網方式。微型電網應用範圍與分類依其電力等級、系統形式、與使用者類型可分為村莊微電網(Village Micro Grid)、柴油發電微電網(Diesel Mini Grid)及城市(鎮)微電網 (Urban Mini Grid)三種(圖 1)。村莊微電網為非併網系統，多用於電力基礎建設落後地區，提供基礎電力改善生活品質。柴油發電微電網亦為非併網系統，利用於島嶼、村落等不易併聯大電網區域，降低柴油發電成本和化石能源利用、提升電力普及率。城市(鎮)微電網則用於已具備電力基礎地區，建立次世代配電系統，使配電網可孤島運轉，以提高電力供應安全與再生能源使用[1]。以下將就肯亞、日本、歐洲與美國之微電網示範計畫進行介紹，提供學研界進行規劃台灣微電網示範計畫之參考。

電力系統再進化分散式電力系統

由於「再生能源」與「能源自主觀念」的推行，分散式電力系統逐漸受到重視。分散式電力系統是由許多小型模組化的發電系統和對應之配電系統所組成，這些系統大部份設置在電力需求所在地，除了能獨立運作外，也可併聯電力網路。燃料電池、汽電共生、太陽光電、小型風力發電與生質能發電等都可視為分散式發電系統。傳統的電力多是使用化石燃料（煤炭、石油、天然氣），水力及核能發電等大型集中式發電系統所產生，再從供應端透過電力網路長距離輸送後配送至消費端，系統僅能單向傳輸電力（圖1）。這樣的系統有其缺點，例如對輸入燃料的依存度高、溫室氣體和其他污染物對環境的影響、輸配電損失、需要電力配送與交換設備等（新エネルギー技術開発部，2006）。

相較於傳統的電力系統，分散式電力系統有許多優勢。分散式發電系統由於多設置於電力需求所在地（On-site production），可減少電力輸配損失和成本（電力輸配成本約占總電力成本的30 %）（European Commission, n. d.），並可延緩電網電力傳輸負荷成長，延後電力輸配電系統升級或增建的時程。和集中式電廠相比，燃料電池、生質能或燃油發電機等分散式發電系統在發電過程中所產生的廢熱可透過結合熱電共生系統（CHP, Combined Heat and Power），提高系統整體效能。供電中斷時，分散式電力系統則可對家庭或鄰近區域，利用儲存電力在一定時間內持續供電。從電力投資者的觀點而言，分散式電力系統有其誘因，例如較易覓得開發地點，且短期內即可生產電力出售，可較快速的回收投入成本。在資金利用方面，分散式發電系統可視電力需求逐步投入資本，因此在資金的利用效益與風險上都較集中式電廠有利。在自由化的電力市場中，分散式電力的供應者可充份利用電價獎勵條件，提升其競爭力。例如在離峰時購入電力，然後在電力需求高峰時賣出，因此分散式電力系統可視為對於電力價格波動之實體性防範措施。當然，再生能源和其它分散式電力系統（例如燃料電池等）的運用，有助於降低能源進口量及提升電力供應安全，促進能源供應的多元化。

分散式電力系統 - 科技政策觀點

微型電網技術發展現況與策略建議

當今傳統電力系統面臨諸多挑戰，例如現行離線方式之應變計畫存在著連鎖停電的風險、再生能源與新能源發電的不穩定及開發中國家人口成長速度遠高於電網的建置速度等。面對以上挑戰，世界各國之電源供應系統逐漸由集中式電源朝向分散式電源發展，推廣靠近用戶端且容量小之分散式電源並且引進新能源，作為傳統大型集中式供電系統之輔助性及替代性電力。分散式電源的優勢在於容易尋覓設置地點、設備投資靈活度高、易對應峰載之時空間、可作為孤島運轉或緊急發電電源、較高的綜合能源利用效率、較低的故障率、管理容易、可利用低碳能源及減少輸變電與配電線路設備的投資。

為對抗全球氣候變遷，先進國家紛紛研擬溫室氣體減量目標，降低石化能源使用比例，擴大再生能源利用，提高能源的利用效率，降低能源密集度。然而再生能源及新能源發電的不穩定特性，當其併入電網之容量佔比逐步提高而達到某個程度時，自亦影響電力系統的穩定度，需發展即時有效監控/調度分散式或再生式電源技術，降低分散式電源併網帶來的衝擊，因此美國、歐洲與日本等先進國家近年都積極投入先進電網技術研究。台灣在微電網技術推動方面主要有核能研究所推動之百瓩級微型電網建置計畫、能源國家型計畫及經濟部推動之綠色能源產業旭升方案。智慧型電網與微電網未來推廣程度端看技術發展、政策目標與對電力品質改善的程度而定。未來微電網技術導入後，短期可提高台灣電力網路對分散式電力承載容量，中長期則可用於電力設備之資產管理、變壓器負載管理與竊電防治。

台灣企業過去曾以傲人之降低成本能力，開創台灣的經濟奇蹟，在新能源產業方面亦有很好之表現。然而在全球相繼投入後，特別是在中國等新興國家之加入，台灣產業無法再以降低成本能維持市場競爭優勢。新興的微電網系統產業是台灣新能源產業的新藍海，建議國內需跨領域整合電力電子、電機與資通訊產業，發展發展微電網系統，並及累積長期運轉經驗，微電網系統產業才有可能成功發展，進入先進國家市場或其產業供應鏈。微電網技術的導入，是國家邁向永續能源供應結構之重要關鍵，建議政府應加強微型電網技術於國內導入之經濟性研究、及早研擬與推動微電網所需之推廣策略、獎勵措施，以建構更穩固與高品質的電力供應系統。

關鍵字：微電網、智慧型電網、分散式電力