微電網(wǎng)興起將驅(qū)動功率通訊元件需求大增

摘要：  微電網(wǎng)(Microgrid)興起將驅(qū)動功率、通訊元件需求大增。

關(guān)鍵字：  能源，微電網(wǎng)，電源，太陽能

微電網(wǎng)(Microgrid)興起將驅(qū)動功率、通訊元件需求大增。微電網(wǎng)係銜接主電網(wǎng)與再生能源系統(tǒng)的關(guān)鍵角色，有助改善整體電網(wǎng)的配用電效益，近來在歐美、日本等先進國家迅速崛起。由于微電網(wǎng)須具備即時監(jiān)控、雙向功率控制、區(qū)域用電預(yù)測與協(xié)調(diào)等功能，因而將帶動通訊模組、高速開關(guān)及隔離功率元件導(dǎo)入需求。

核能研究所核能儀器組智網(wǎng)分組長張永瑞表示，再生能源系統(tǒng)供電量變動劇烈，且須透過直流對交流(DC-AC)轉(zhuǎn)換機制才能順利併入主電網(wǎng)，一旦應(yīng)用比重增加，勢將造成主電網(wǎng)電壓浮動和頻率穩(wěn)定性不佳等問題;所以，隨著各國再生能源滲透率持續(xù)增長，也須配合展開結(jié)合主電網(wǎng)、太陽能及儲能系統(tǒng)的微電網(wǎng)試點計畫，以確保供電品質(zhì)。

目前歐美及日本皆正加快微電網(wǎng)布建腳步，主因在于歐洲地區(qū)裝設(shè)的太陽能系統(tǒng)總發(fā)電量已占整體電網(wǎng)40%以上，平均發(fā)電量占比亦已趨近10～20%，而美國再生能源發(fā)電比重亦超越10%，并規(guī)畫于2020年倍增至20%;至于日本則響應(yīng)非核家園理念，積極推廣再生能源建案。

張永瑞也透露，現(xiàn)階段美國進展最快，近期已發(fā)布2013～2015年的微電網(wǎng)研究計畫，并已設(shè)置六個試點運行示範區(qū)，做為未來全面落實智慧電網(wǎng)(Smart Grid)的試金石。

據(jù)悉，電網(wǎng)可分為發(fā)輸配用四個用途，其中，微電網(wǎng)主力負責(zé)配電與用電的中后段管理，覆蓋能力大致在100kW～5MW範圍，等同一個千戶等級的區(qū)域電網(wǎng)。其結(jié)合太陽能與儲能等直流電系統(tǒng)，以及交流電主電網(wǎng)，故著重于電源切換、雙向控制、聯(lián)網(wǎng)管理與電網(wǎng)隔離保護機制，與傳統(tǒng)電網(wǎng)或一般太陽能系統(tǒng)的元件需求不盡相同，可望帶動新的功率半導(dǎo)體與聯(lián)網(wǎng)模組需求。

張永瑞指出，微電網(wǎng)中的電力轉(zhuǎn)換與控制設(shè)備須導(dǎo)入耐上千伏特高壓的功率半導(dǎo)體、支援實虛功率補償和LVRT功能的拓撲，以及高階脈衝寬度調(diào)變(PWM)控制元件，才能在大量直流電瞬間涌入主電網(wǎng)時，自動解除併網(wǎng)狀態(tài)并切換至孤島運轉(zhuǎn)模式，改由太陽能或儲能設(shè)備直接供電以確保配用電機制正常運行。

此外，微電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施也須透過電力線通訊(PLC)技術(shù)、ZigBee或無線區(qū)域網(wǎng)路(Wi-Fi)通訊模組，即時監(jiān)控并回報區(qū)域用電、再生能源及儲能系統(tǒng)電量資訊，以利進行配電調(diào)度，發(fā)揮微電網(wǎng)的智慧能源管理效益。

顯而易見，微電網(wǎng)布建的重要性激增，相關(guān)功率半導(dǎo)體、通訊模組供應(yīng)商都將跟著受惠。張永瑞更提到，隨著微電網(wǎng)技術(shù)成熟，系統(tǒng)架構(gòu)將愈趨復(fù)雜，如達成太陽能、風(fēng)力與燃料電池等多元分散式電源的并聯(lián)設(shè)計，或與智慧電網(wǎng)進一步結(jié)合，發(fā)展智慧城市的大型能源管理方案等，屆時將需要更多新興半導(dǎo)體技術(shù)支援，引爆另一波龐大商機。