主講人員：台北科技大學 蔡孟伸教授
講演日期：102/12/02
撰文 | 杜宗庭（科學人文跨科際人才培育計畫）
臺大全球變遷研究中心能源與社會研究第三場演講，邀請到臺北科技大學自動化科技研究所蔡孟伸老師前來談智慧電網。過去曾舉辦過公民與社會研究、災害與社會研究、水文與社會研究，因應當今核電議題、能源政策，在能源與社會研究系列演講中探討了能源稅、再生能源，而智慧電網，是能源議題中不能忽略的一環，卻也是大家比較少談論到的。今天蔡老師將為大家帶來一堂智慧電網的深度之旅，為大家打開探討能源議題的視野。
智慧電網並不是一個全新的概念，已有十年的發展歷史。在談智慧電網之前，得先知道什麼是電網，並了解現在的電網有什麼問題，再來談智慧電網能為我們帶什麼改變與價值。傳統電網的基本架構已經運作100多年，在電網的系統中，包含電廠（能源產生）、用戶（能源使用）以及連接兩者的傳輸線與負載。
電網可分為兩大類，一是69kV以上的輸電系統（近電廠端），一是69kV以下的配電系統（近用戶端）。在過去幾十年，電力公司都將絕大部分資金挹注在輸電系統上，安裝許多設備以確保輸電系統的穩定，而因為配電系統設備的量較多，對於整個電網的影響也不會很大，因此電力公司過去都忽略了配電系統的發展。若配電系統設備出問題，只會造成鄰近居民的用電問題。
整個系統當下產生多少電，就必須使用掉多少電（包含儲存、轉為熱能散失）。在這樣的情況下，延伸出一個最基本的問題：電力公司怎麼知道該發多少電？目前發電機組每1/60秒（60Hz）會確認一次用電供需是否平衡，然後進行微調，然而調整的幅度僅止於正負0.5Hz，需求太高或太低都會造成電廠跳機，為了滿足波動的用電需求，電廠都會準備備用的發電容量。
雖然電網中的儲電設備能幫助減少供需失衡的問題，然而除了具備天然地理條件的抽蓄電廠（譬如臺灣大觀、明潭電廠）有足夠大的蓄電容量外，目前沒有其他方式能有效解決問題，期望未來智慧電網能透過即時的供、需監控與調整，協助問題解決，也能讓發電穩定度不高的再生能源發電順利加入電網的運作。現有電網的另外一個問題，就是在輸電、配電的過程中，會損失4~5%的能量，若能從電網下手改善能量損失的問題，提昇能源使用效率，就能減緩用電成長的壓力。
那麼怎麼樣的電網才叫做智慧電網？其實每個國家因遭遇到的問題不同，而有不同的回答，因此目前在智慧電網的建置上也沒有一定的標準。蔡老師認為智慧電網應整合不同技術（譬如 ICT、網通 ）、具備主動管理能力、即時反應需求能力，並且能將各種再生能源整合進現有的電網中。在配電系統中部屬大量的感測器，可以即時做電力調配、了解各用戶使用量、讓發電量隨需求量調整，以及不需要大型儲存設備來電力供需平衡。
最後主持人簡旭伸教授提到再生能源所面臨的問題，在大型水力發電廠及大型風力發電機造成負面影響的情況下，再生能源轉而走向「小風力」、「小水力」的發電設備，未來電網中將存在更多小型的發電設備，其管理方式將不同於以往大型電廠集中發電的情況，智慧電網在這之中扮演很重要的角色。蔡老師認為，在這樣的情況下，未來會延伸出「能源服務產業」，能源服務公司將協助電力公司管理小型發電設備、瞭解用戶需求。不過不管怎樣，目前還是得先安裝夠多的感測器，收集相關資訊，以推動更有效率的管理與更好的服務。
分享