ABB智慧电网储能技术方案

自20世纪初起，人 类社会进入电力世界。演变至今，电力基础设施影响并标示着一国发展的兴衰。然而逐年飙升的电力需求已让既有电力供应系统难以负荷。据统计，若要追上全球的 电力需求总量曲线，相当于在接下来的20年，必须以每周新增一座1GW电厂的速度来增设相关基础建设。同时间，各国皆面临沉重且刻不容缓的减碳压力，因此 走向智慧电网的趋势已是不争的事实。

根据ABB的智慧电网观点，未来电网必须满足容量(Capacity)、可靠度 (Reliability)、效率(Efficiency)与永续性(Sustainability)等四方面的需求。透过提高效率，节约能源，并入再生 能源，以经济可行的方式来满足庞大电力需求。

智慧电网技术除了要创能、节能之外，相当重要的一环乃是储 能。由于再生能源发电的间歇性与波动性，难以与电力供应的“连续性”与“稳定性”搭配得宜，因此储能设备做为一个调节角色，成为系统中不可欠缺的重要部 分。换言之，为补足、吸收日光与风力上的发电缺口，储能设备需具备相对应的备载容量及瞬间的电力供给能力，以储存电能和接收瞬间电源产生时的缓冲。

更重要的是，储能设备可平稳电压、改善再生能源并网后产生的电力质量不佳问题。一般而言，再生能源发电系统可分为并网型与独立型，当并网型再生能源发电量占 总发电量一成以上，其系统可靠度与冲击将会对公共电网产生威胁，故而必须设置储能设备。一般家户或小型并网系统则不需要。而独立型供电系统，多半设置于偏 远地区或电网难以普及之地，做为重要的备援系统，储能设备则不可或缺。

更广泛地从应用面来看，在工业用途上，储能系统除了做为紧急备用电 源系统外，其关键的功能在于为其他机器设备、工业计算机等争取足够的缓冲时间，以减少因突然的电力中断所造成的营运损失与资料毁损，例如拥有为数众多直流伺 服器的资料中心(data center)便是代表性的应用实例。在民生用途上，多半和再生能源发电系统与住宅建筑整合设计。特别是日本福岛核灾之后，更有从大型储能系统逐步扩散至 家户储能装置的发展趋势。以小型而分散化的能源架构，让能源供给更独立，并平衡离尖峰用电，或让闲置电力可支援高耗电的区域。

综观目前开 发中的储能技术，分别有电化学储能的各类电池、电学储能的超级电容器、动能储能的飞轮系统、位能储能的抽蓄水力储能(pumped hydro energy storage)，与空气压缩储能(compressed air energy storage)等。然而从成本与技术成熟度的考量，电池成为商品化程度最高的解决方案。

以今(2012)年8月于瑞士正式商转的 Dietikon电厂为例，该电厂安装了1MW的电池储能系统，为目前接入中压输电网路的最大容量。由ABB提供的这套储能系统，预计可储存 500kWh，相当于4人小家庭的40天用电量。

在谈到这项合作案时，EKZ电力公司表示：“蓄电容量、高低压穿越(high and low voltage rid through)、系统稳定度与高转换效率等，是选择储能系统的重要因素。”特别是电力供给的稳定度，当系统与电网间的连接切断时，透过储能系统的“孤岛 运行模式”，维持当地电源的正常供给。而当系统与电网恢复连接时，则可自动同步电压与频率。在微电网架构中，更需具备全黑启动功能(black start capability)，以确保供电无虞。

回到最初始的电力供需问题，由于供需间的不平衡，以及气候变迁下的永续发展目标， 百年来显有变动的电网世界需要转变：更弹性多元的能源供给、更实时的供需回应、更安全可靠的智慧电网。随着各项科技的推陈出新，可预期的是，在不久的将 来，插座后的世界将变得更有趣。