淺談如何解決微電網并網的效益問題

　　圖4 微電網靜態開關重新併網的內、外電網電壓同步波形。

　　目前核電所微電網已完成前述具主動式孤島偵測技術的靜態開關、實虛功率輸出控制的雙向功率轉換器、電流源轉換電壓源平穩切換技術，及具有低電壓穿越功能的再生能源電力轉換器等設備開發及功能測試。

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?，F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