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交互式能源:電網的實際應用 Transactive Energy Report: Real World Applications for the Grid
2019/04
Smart Electric Power Alliance (SEPA)
https://go.sepapower.org/l/124671/2019-04-11/84jb2h/124671/73514/Transactive_Energy_Report.pdf
安全可靠的電力輸送取決於監控和控制電網的能力,並平衡客戶需求和能量輸送,然而,分散式能源(distributed energy resources, DERs)的不易控制性造成了電網在規劃、營運與監控上的困難,交互式能源系統提供了一套簡易的解決方案。DERs三階段由一開始的智慧電網單向配置並使用,用戶無法在其中參與交互、第二階段因技術水平的進展,擴充到雙向配給的控制和操作,並確保安全性和可靠性、第三階段則進展至供應商和消費者,不僅提供傳統服務還尋求參與能源交互,因此需要進行監管和運營變更以實現此類交互。本報告由智能電力聯盟 (Smart Electric Power Alliance, SEPA) 於2019年4月提出,主要介紹了交互式能源的一些概念與其應用,並提供未來使用上的解決方案。

在交互式能源系統中,參與者購買和出售能源和輔助服務,並通過市場價格機制進行平衡,但也需要對進行整體協調與控制,例如,以供應商來說,程序的規劃,操作、部署與操作和如何導入用戶參與的角色可能需要調整,另外利益相關者的角色將需要跟著改變。在此種交互式能源系統下,五個潛在的因素有可能在未來會發生,而易造成市場壟斷:

1.電力公司擁有的基礎建設:如電線桿,電線,變電站,變壓器 。
2.公有的銷售平台:公共事業負責開發營運。
3.互連器和集成器:主要由公有事業控制,不主動開放外部控制調度。
4.DERs的供應商:公有事業公司部署後,用於個人消費者和電網的需求。
5.能源服務系統公司:除商品電力供應以外的可能服務。

目前的示範項目中,多以能源消費者和生產者之間進行交互,美國大多數法規目前禁止消費者和消費者之間以能量交互,由此可知,公有政府單位在此可針對不同的市場細分具有不同的交互作用,但因導入新的參與者和能源交換的新模式時,公用事業公司將需要確定未來所需的角色,因此政策制定者和其他利益相關者應共同努力,確定交互式能源框架如何幫助評估支持基礎設施投資和提高效用與創新的運營協議,如開發新的技術工具和流程來管理電網的可靠性和效率,並且可以幫助一些公用事業和客戶管理與DERs相關的新挑戰。

此外,為了維持電網的可靠性,使用者必須協調並遵守此種交互式能源系統的運作與規範,以防大量的不當使用可能損壞或降低電網的市場。另外,由於此種能源系統將大量普及於智慧建築、校園或公用事業規模系統中或是交通系統中,交互式能源系統必須具有廣大的可擴展性,用以處理越來越多的參與者,他們可能會創造越來越小的交互(包括更少的能源和更短的時間)。此外交互式能源的問題,如物聯網、網絡安全、公用事業會計、跟縱再生能源雙向交互的相關技術與應用,則需以公家單位作為垂直整合的組織運作。

交互式能源系統已經被用於解決不同的電網系統,並且正在各種環境中進行測試。 目前主要用以美國的能源案例中:
1.紐約州布法羅市:目前使用的技術是需求響應,熱電聯產(Cogeneration, combined heat and power, CHP)和現有備用發電機。能源儲存和再生能源發電也正在評估實施中。
2.緬因州的Isle of Auut島:使用微電網的太陽能電池陣列改善海底電纜須使用柴油備用電源。
3.華盛頓華盛頓州的奧林匹克半島:改善電網與DERs之間的雙向通信藉以調控能源的需求調度。
4. 亞利桑那州:太陽能發電的高使用率,該州政府正在努力主動探索與利益相關者和合作夥伴管理。

交互式能源主要由用戶參與者組成的系統,目前的示範項目與小規模試點皆屬較早期階段,目前公有事業公司與其使用者之間的這些交互,尚未開放市場准入,須等到進一步參與後與創造條件。因此仍需要制定其能源生產或消費決策,而未來可能會進入自動及程序化交互,用以提供電力市場日益激烈競爭的廣泛參與,公有事業須制定相關規定用以分配並優化其能源系統,並導入新技術以提升使用者的期望,提高技術的彈性度與可靠性,同時為市場參與者提供經濟激勵。因此為了實現交互能源的好處,須整合多方的努力。
連香婷
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