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助攻能源转型 台电V2G双向回馈电池交换站成虚拟电厂

助攻能源转型 台电V2G双向回馈电池交换站成虚拟电厂

台湾朝智能城市与能源转型又跨出新一步。电动车市场持续扩大,台电看准电池交换站的成长潜力,与Gogoro携手合作完成双向馈电技术的验证,在台电综研所树林所区建置了全球首座电动摩托车专用的V2G电池交换站。

未来结合电能管理系统可智能排程充电,Gogoro电池交换站不但能为电动车充电,还可在必要时机接受实时调度、化身成虚拟电厂,将站内的电池储能电量回传,共同强化电网的稳定,让电动车充电站从电能消费者转为电能供应者。

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台电自主开发智能化管理平台(Energy management system;EMS),作为V2G电池交换站之虚拟电厂的控制系统,各种电力信息一目了然。DIGITIMES

因应国内电力需求持续成长,台电努力发展多元化的电力来源,除了跳脱既有单纯盖电厂的供电思维外,结合智能电网、储能系统等面向强化电力的供需管理。

台电综研所副所长沈德振表示,因应2025年再生能源要达到占发电之20%的能源转型目标,综研所参考海外相似情境国家的能源发展方向,透过整合资源规划,评估长期能源配比、能源转型与净零排放政策目标达成之方法与对策。

台电综研所持续突破电动车辆只是用电负载的技术限制,2020年完成Nissan Leaf电动汽车电能回输电网及自动调频辅助服务功能的技术验证。依研究计划的规划,2021年与Gogoro进行「电动摩托车电池交换站电能回输试验设备」的研发。

台电综研所副研究员吴成有表示,本计划的研究核心有两个,一是对低压分散式电池交换能源网络双向馈电技术进行验证,打通电动载具与电网之间电力的双向流动,才能把电动车变成虚拟电厂(Vehicle to grid;V2G)。二是自主开发建立智能化管理平台(Energy management system;EMS),整合信息流、通讯标准输入,串接金流、电价与虚拟电厂的显示界面,才可对接下一步可行的商业模式。

双向馈电增加了电能应用的弹性,也让分散式的小资源能有机会经由聚合商(aggregator)的整合,参加电力市场的交易。双向馈电让电池交换站从电能的消费者(consumer)转变为电能的供应者(producer),为电网的稳定提供助力。

谈起下个目标,吴成有表示,未来计划将本次的成功经验,活用到电动巴士的V2G系统上,针对电力、信息、商业模式进行优化开发。同时透过智能化信息平台将各类型的电动车、再生能源、储能系统及用户端的可控负载项目全部串连一起,一步步验证虚拟电厂所需的技术,并成为台电在电力市场上的示范。

根据统计Gogoro在全台湾建置的电池交换站达2,186座,电池交换机柜超过10,600座,单一电池的交换站最多能储存约333瓩的电能,包含摩托车内的电能,总量约1.3GWh,足以提供台北市运行43分钟的电力需求。

台电订立三目标 发展虚拟电厂前先搞定ICT、IoT

沈德振表示,在电力市场的交易上,聚合商要清楚了解分散式的虚拟电厂连接、聚合哪些不同类型的资源,并依电力需求将资源媒合到所需市场,以达成电网稳定平衡的目的。虚拟电厂要发挥其效果,必须先有先进的资通讯技术(ICT)与完整的物联网(IoT)设备来处理大量的数据。台电综研所扮演台电的智库角色,透过技术领导、技术支持、场域验证,提供台电在前瞻技术研发测试上的解决方案。在协助发展虚拟电厂上,台电综研所有三段阶段性目标。

短期目标,从技术着手,研发虚拟电厂先进资通讯相关技术,并在综研所树林所区的微电网场域,进行虚拟电厂技术验证与试行平台建置。中期目标,调整、完善法规制度面,研究分析国外推动虚拟电厂的法规,并对我国现行法规进行盘点,选择适当场域进行先导实施计划。

长期目标,创造新的商业模式,为电力交易市场提供辅助服务,建构区域能源市场,成为电力公司的电能管理之一,并以用户群代表整合参与需量反应等各种模式。

稳定供电是能源转型过程的首要考量

极大化绿能及再生能源是全球的共识,但各国所处的情境却不尽然相同,台湾高达98%的能源仰赖进口,本身是个独立的电网系统,缺乏其他电网的连结与支持,加上发展再生能源易被天气影响,发电有间歇性等特点。

要如何确保电力调度的顺畅与稳定供电,是台电在能源转型过程中首要考量的部份,而虚拟电厂是联手民间扩大电力储能的一种方式,对稳定供电有正面效益。

除了持续提升太阳光电、陆域与离岸风电等再生能源的并网容量外,台电综研所也运用AI人工智能与大数据技术精进再生能源预测,并针对台湾地理环境特有的优势,积极研发地热、海洋能、小水力发电、零碳替代燃料(氨与氢能)等其他新绿能科技。

同时,在产官学研的合作连结上,积极推动国际资通讯标准(例如:IEC61850),对接国外先进电业与研究机构的技术革新,接轨国际绿能供应链。

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