节能生活的重新想像(下)：时间电价、需量反应与智能电网

上篇文章「节能生活的重新想像(上)：HEMS家庭能源管理系统」提到，透过家用能源管理系统(HEMS)与智能电表为基础，大小管理系统层层相接，电网就能实时反应出电力需求和时间分布，从而将电力做妥善且高效的分配。然而现今的电力输送系统，电力由少数大型电厂单向输送至终端用户，因是单向输出，终端用户无法透过电网，将自产电力输送回复进电厂或是其他终端用户家中。如何将现今单向且集中发电的电力输送系统，升级成区域型且分散式发电的智能电网，是现在全球电力市场的趋势。

未来透过智能电网，所有的电力资源将可以透过端对端的方式交易，大幅改变我们使用电力的生活型态。对个别家户而言，时间电价使电价可以根据电力需求量调整，尖峰时段时，HEMS会使用家中的电能储存装置、电动车与太阳能发电系统供应用电。离峰时，HEMS透过云端分析，是否该从邻近的发电站、城市内的电动车充电桩或家中有剩余电力的邻居购买额外电力，藉以形成区域性紧密且多向的电力网。

对于电力公司，当一区的变电站饱和时，智能电网可透过自动需量反应(Automated Demand Response；ADR)，请每个区域管理系统去调度建筑能源管理系统，建筑能源管理系统再去调度家户的HEMS暂时关闭家中大耗电量的电器，例如空调系统。如果能让每一户都减少几瓩，降低尖峰时段的用电需求，区域供电的壅塞就可以解决，而配合需量反应的用户，则会拿到电费补助款，将绿能理念与经济利益结合。

智能电网运转模式又分为孤岛与并联两种，在孤岛运转模式时可不与传统电网相连结而独立运行。因此智能电网中若任何一件设备发生问题无法运作时，控制系统均可自由切断与该装置的联系，使电网中其他元件装置可保持运作，等该装置恢复正常后再行连结，借此能达到更佳的能源网络稳定性，不会因为部分元件的故障，导致整个电网停摆。

在311福岛核灾发生时，日本仙台市的微型电网因为能依据电力需求调度配送，在电力公司断电时，依然能将储备的电力持续供应至不能断电的地方(如医院)，甚至维持数月之久，可见微型电网对于灾难应对可以发挥很大的效用。

我们正处于这一波产业革命的浪尖上，无论是从节能的观点切入，或是在严峻环境下建置的全新型态城市与建筑，智能电网的确扮演着举足轻重的角色，有了建置完整的「端」系统集结回报，统一分配控管，将会是能源极度紧缩的未来城市建设上的重要考量。

电力管理不仅是国家政策，也成为企业经营、产品开发的焦点，更有效率的能源使用方式刻不容缓。智能电网背后潜藏庞大市场，从零组件、控制元件、网通设备、管理软件、相关装置、系统规划建置，相关产业链的产值保守估计可达千亿元以上，是各领域厂商都有机会切入的长期商机。