电网运转规画 的迫切性与产业意义
太阳光电图／本报资料照片
能源转型是我国能源体系的一大工作，供电结构的改变涉及许多议题，例如再生能源的引进、电厂兴建、输配电系统更新、电业自由化等，用户已由消费者（consumer）变成产消者（prosumer），也因此从供给（发电）、输送（输变配电）到需求（用电），电网管理与现代化已是人人有责课题。有效的电网管理可加强电业资产的使用率，若能整合新能源于系统中，将能减缓对环境冲击。
另外，电网现代化可支援高度自动化、有效率及可靠的供电系统运作，大区域范围的先进系统监控技术，可则提升供电可靠度及安全性，电网管理与现代化技术亦有助于解决国内电力系统的困境。
为协助政府完成2025年能源转型的任务，工研院成立「电网管理与现代化策略办公室」，期望以此为平台汇集学术界和产业界所有领域专家，扮演政府与产业之间的桥梁，积极宣导电力系统与能源管理理念，提高大家对电源供需的参与感。
稳定供电是产业界与全体民众的期待，过去几年，台湾的缺电问题已变成一种既定印象。我们可以将一年8,760小时的用电量由高到低排列，根据台电过去三年的资料显示，为了每年用电量最多的100小时，台电必须多准备大约2000MW的发电能力。台湾发电供应吃紧的时间分散且不长，如果在这分散的100个小时里（占一年时间的1.1％），有好的用电需求管理，将能改变备转容量灯号颜色，若能提供快速减载功能，更可减少对环境破坏，而负载转移省下的发电建厂成本、输配电的设备建设成本也会非常可观。在部分产业用户的配合下，去年尖峰负载的需量管理成效已达1180MW，未来台电可强化用户集结用电管理与小型用户需量反应的推动。
依据台电提供的数据，2012年台湾每年每户全系统平均停电时间是19分钟、停电次数0.298次，2016年改善到每年每户全系统平均停电16.3分钟、0.208次。这样的成果，除了去年815因人为维修操作失当造成大潭电厂跳机之外，过去10年从未因所谓的缺电（缺发电容量或缺燃料）而执行计划性停限电。以此资料做评比基础，若其他国家没被形容成缺电国家，台湾则不应被长期认定缺电，台湾的供电可靠度并不输给其他科技先进的已开发国家。例如，美国加州太平洋瓦斯及电力公司（PG&E）每年每户全系统平均停电甚至都还在100分钟以上。
好的能源管理并非要求用户直接减少能源使用，而是引导用户明智地使用电力。对此提出三点建议：
提高再生能源占比是能源转型的重要指标，未来电力系统必须具备能迅速启动、升降／载反应快速的机组，整合储能系统并搭配软硬体配套设备，才能应付用电波动及再生能源的出力变动。先进的调压、调频控制需求是电网现代化主要的推动因素之一，电力控制中心能整合再生能源预测资讯及可调度的资源，可望能协助系统运转。此外根据经验显示，每年第四季即使发电容量够，供电量仍可能会因考虑各种限制条件（生煤减量、油气机组环保限制、配合空气品质自主友善降载减排措施）出现供电紧俏情形，因此利用机组调度及电网管理技术，考量季节再生能源输出、机组大修需求、空污及输电线路限制，进行全年度最佳机组调度，成为电网管理重要的一环。
就用户端而言，台电提供的电力已符合绝大多数用电需求，但对重要敏感设施而言，应付电网事故造成的供电可靠度下降或品质低下的措施，不外是维持某种形式的备用发电，或另加调频调压设备，这在高科技产业已行之多年，近年来也透过太阳光电来增强内部发电能力，或是与储能系统相结合。在工业工厂中，停电或电力品质不佳会导致很高的经济损失，在紧急情况下，设施场所内的电网可以从与大电网连接的模式无缝转换至厂内独立运转模式，建议用户部署自己的发电和存储系统，同时在必要时减少负载，防止本地设备跳脱来渡过紧急时刻，当电力公司电网恢复正常时，工厂或设施内电网便可自动重新同步无缝接轨连接至大电网。
根据美国电力公司的实际案例显示，参与需求面管理的用户在尖峰时段能够减少用电需量达到10～20％，影响成效的因素包含诱因（回馈金）高低、用户是否获得即时用电资讯，以及是否由电力公司直接控制负载。用户即时用电资讯的提供与否，对于用电多寡相当重要，布建智慧电表则有助用户取得即时用电资料，进而可能产生节电的意愿。而在能源转型之际，若台电愿意用较高的诱因、降低用电需求，例如以适当价格买回需量，也是能源管理的解法之一。
电力系统是动态平衡系统。系统不可能不故障，重点是如何降低故障机率，以及如何在故障后快速及有效地恢复正常，也就是提高电力系统的「恢复力」（resiliency）。电网管理与现代化无法大幅提高备转容量率或改变缺电印象，亦无法完全避免停电，但是能帮助用户更有效率地使用能源，并可使电网运转单位更有效地管理电力系统，也能使电力公司快速地评估损害并从灾害中恢复。
供电稳定是大家的共同期待与利益，发挥能源公民的能量，以团队合作的方式积极面对，才能解决电力系统与能源管理的问题。（本文作者为中山大学电机工程学系教授、工研院特聘专家卢展南）