打造城市级虚拟电厂　政府、民间需携手强化能源韧性

面对气候变迁，台湾大众需要有更全面的防治思维及具体的手段。台湾过去两个月先后面临严峻旱情与疫情升温等多重因素，屡屡刷新用电纪录。由于台电过往采「负载追随」的电力调度机制，即「需求端用多少度电，台电就发多少度电」的特性，使民众的防治思维被框限在「既然用电量高，那就赶紧盖更多电厂」的概念，但建置电厂真是唯一解方吗？

用电塞车　所以要盖电厂？

我认为新建电厂以增加基载电力，并不能根治用电量高涨的问题。如果我们将电厂譬喻为「道路」，而用电需求如「车辆」，因为道路塞车，所以我们能期盼增加更多道路，甚至是快速道路作为缓解塞车的办法。但我们都知道，无论多少道路的建设，也永远都比不上民众添购车辆的上升速度，所以增道路容量并不是舒缓塞车唯一解方。

同样的道理，无论政府增加再多的基载电厂，都可能追不上民众与企业屡屡攀升的用电量，况且新建电厂将面临日益严苛的重划条件与环境评监，要付出的社会与环境沟通成本将会越来越高，所以「新建电厂」不应该是国家防治限电的唯一解方。

民众应该先去思考的是如何扭转根生蒂固的「基载不够即盖电厂」的思维，其中也不乏现在政府正在推动的手段，包括「电业自由化」「时间电价」等政策，意图提高需求端对于用电的认知，这些我也会在日后的文章一一说明我的看法，不过我今天想聊聊「虚拟电厂(VPP)」，在过去我所撰的〈区域间能源调度的微血管—虚拟电厂扮演的核心角色〉一文中，有介绍虚拟电厂的机制，但究竟这个概念对于舒缓电网的的可行性有多高呢？

澳州携手Tesla 　打造全球最大虚拟电厂

澳大利亚的南澳州政府与Tesla在2018共同启动南澳州虚拟电厂的前瞻计划(SA VPP) ，预计替5万住宅导入太阳能与家用储能系统实现绿能自发自用，并在住户断电时仍可以保持住宅能源自主。而州政府可透过能源物联网技术整合住户的家用储能系统，在紧急时刻调度住户的储电供给州电网，提高电网面临极端气候或人为灾害的韧性。

这项计划于初始阶段仅招募1,100间住户参与，但SA VPP已在不少关键时间体现身为虚拟电厂的价值。在几次的气候灾害或人为跳电事故中，SA VPP多次辅助州电网维持长达几小时的能源自主，或是在州电网频率不稳时，协助平滑州电网的频率异常。也因SA VPP计划达到南澳州政府的预期，近期州政府更积极扩大推广模式，针对其住房局(Housing SA)所属的3,000户政府公宅，免费安装住宅储能系统和屋顶太阳能系统。并对日照不佳的住宅提供「只有设置储能系统」的参与方案。

聚合用户能源资源 　取得电力调度先机

SA VPP的核心概念便如我前几篇文章所提到的「公民电厂2.0」概念，透过能源物联网技术整合住户屋顶与家用的储能系统，而州政府担任「电力调度员」的角色，藉由智能化能源管理系统，轻松掌握住户的能源脉动；确保危急时，住户们都能维持能源自主。

电力调度员也可聚合各住户的资源，担任州电网的「紧急救援投手」角色，提供城市可调度的活电，如同Tesla于SA VPP成立时所期许的：在关键时刻，这座虚拟电厂可供应与一座相当于大型燃气涡轮发电厂、或燃煤发电厂规模的电力。这不仅能在极端气候造成电网中断的情况下提供电力支持，或者在备转容量不足时，紧急供给以舒缓电网的负荷，更能在电网频率不稳的时候，及时入场稳定电网频率，避免电网跳电。

以台湾513限电的官方说法为例，因兴达电厂4部机组跳脱，造成系统频率骤降，台电需启动「低频卸载」维持电网稳定，此时如果有虚拟电厂协同其他AFC储能系统辅助电网先导入稳定电网频率，再供给电网一定程度的电力，便有机会避免电网溃堤。

注：AFC储能系统：系统具备储能自动频率控制(Automatic Frequency Control；AFC) 调频服务，可在供给端提出服务需求后，10秒内瞬时反应，并在短时间内达到全功率输出救援电网。

扭转负载追随观念　打造由下而上能源结构合作

虚拟电厂是一个宏观的愿景，但它在执行上仍有需面对的课题。最明显的是目前参与虚拟电厂的用户规模仍有进步的空间，以SA VPP为例，虽然此项计划已经募集4,100多间住户加入，但距离5万住户的目标仍有不少距离。要积极拓展规模的原因在于，第一，需要有庞大的数据库，才能让电力调度员更准确地预测未来电力的供需规模，以及可调度的电力轮廓。第二，一旦参与用户规模越大，电力调度员可聚合与调配的电力资源才会更充沛，届时能支持电网的帮助也能更可观。

所幸，随着各国虚拟电厂示范场域达到预期效益，政府也渐渐展露愿意发展的意愿，并积极与民间企业合作，透过不同的示范案，来模拟电网未来遇到极端气候或供需问题的因应措施。

不论从民生或是产业发展来看，维持能源韧性一直都是主政者发展国家策略的思考命题。随着台湾未来迈向「电业自由化」，政府也该扭转过往「负载追随」观念，正面回应未来「能源分散化」的潮流，并积极教育「由下而上的能源结构合作」的概念，随着民众在合作其中得益也能得利，我们才能一致迈向真正的能源转型。