台達儲能系統於物聯網的應用

隨著近年能源議題的討論，儲能系統扮演越來越吃重的角色，儲能系統除了搭配智慧電網、再生能源提升電力供應可靠度外、也透過物聯網技術達成數據示警、即時調控等使用情境。本期「互聯生智」，我們很高興取得來自儲能元件事業處的第一手資訊，為大家介紹台達儲能系統於物聯網的多方應用。

智慧電網
智慧電網已發展數年，藉由資通訊科技，利用類比或數位技術，蒐集供應端供電資訊與負載端用電資訊，電力公司得以了解供電與用電效益，作為輸配電規劃的參考。

近年來供電尖峰負載持續攀高增加新設電廠的需求，及再生能源電廠佔供電比例提高亦增加電網的不穩定，這些都影響工商業的持續運作。如何使電力更有效率的調節與供應，台達鋰離子電池儲能系統（Battery Energy Storage System; BESS，以下簡稱儲能系統）逐漸為業主納入考量中，主要應用範圍有：再生能源平衡(Renewable Energy Balance)、電網頻率調節(Frequency Regulation)、微電網(MicroGrid)、工商應用 (Commercial and Industrial application)、家用儲能 (Home/Residential ESS) 等。


鋰離子儲能系統(簡稱儲能系統)主要應用範圍

儲能系統智能化
儲能系統須因應案場負載或電網的實際變化，必須搭配物聯網的技術才能達成即時調控。其智能功能可分成外部與內部兩套系統運作，內部系統為了掌控電池儲能系統（BESS）運作狀態，系統內裝置多項不同功能的感應器，蒐集電池狀態、貨櫃(機櫃)內環境數據(溫溼度等)與警示系統等，自動控制空調系統與消防系統，並對電池進行管理與保護，且可透過網路連結回報，業主可透過遠端遙控（Remote Control）功能，及時處理因應調度。外部功能則在各主要電力迴路裝置智慧電表，讀取用電與供電數據，並由內建的電網控制器(Site Controller)依據業主需求規畫的演算法，達成需要的再生能源輸出平滑化(RE Smoothing)，頻率調節(FR)，負載轉移(Load Shifting)等功能。

在再生能源與微電網應用，台達儲能元件事業處已有數項實際案例，2017年在台電樹林綜合研究所裝置第一套電網級儲能系統，2018年底裝設兩套並運行，一為高雄永安太陽能電廠，二為中油嘉義智慧綠能站。

1. 高雄永安太陽能電廠
2011年完工之高雄永安太陽能光電廠，佔地9.45公頃，太陽能裝置容量為五千瓩(5MW)，全年總發電量約600萬度。
然為提升太陽能發電效率，建置1MW/ 1.1MWh 儲能系統，平滑化太陽能發電曲線（PV Smoothing）與頻率調節 （Frequency Regulation)，降低再生能源功率劇烈變化對電網的負擔，增加太陽能發電效益。


儲能系統協助降低太陽能發電輸出功率變化率 (PV smoothing)

而案場的再生能源發電量、儲能系統運作狀況，均透過雲端傳送回控制中心。案主可依此了解與評估發電與儲電效益。儲能系統本身若有任何異常訊號，可透過遠端即時進行診斷與簡易處置，根據診斷結果，安排人員攜帶適當裝備到達現場檢修。


裝置於高雄永安光電廠之儲能系統

2. 中油嘉義智慧綠能站
台灣中國石油公司有感於台灣電動車輛，特別是電動機車的蓬勃發展，充電需求急遽上升。因此於原嘉義信義加油站，裝置100kW太陽能、電動機車快速充換電站與台達電之250kW/ 500kWh儲能系統，作為智慧綠能示範站。


中油嘉義智慧綠能站開幕式展示站內裝設之台達儲能系統

此為微電網運行範例，儲能系統儲存再生能源，供應高功率的電動機車快充與加油站運作的用電需求。結合發電、儲電與供電應用，案主都可透過網路在遠端蒐集相關資訊並進行分析，隨時與台達電聯繫，讓整體系統發揮預期效益，並可作為後續綠能加油/充電站設置的參考。

至於工商業用電案例，台達也正跟潛在業主洽談中。工商業用電，牽涉到日常維運成本，講究供電的穩定性（Stability）與需量調節 （Demand Response）。

供電穩定：儲能系統介於作為電網與負載間緩衝，若電網發生突發性降載，負載端可以透過儲能系統維持正常運作。避免突發性降載引發跳電，造成營業損失甚或人員的安全，如百貨公司、購物中心、機場航廈等交通運輸的後勤運作。

需量調節：負載端有明顯的尖離峰用電行為，負載端避免用量過載，產生高額違約金，負載端與電力公司常以尖峰用電標準來議定契約用電，增加用電成本，對電網運作效益也不高。加入儲能系統，平衡尖離峰用電，長期可降低契約用電標準，減少業主用電成本，也增加用電效益。

透過上述的說明，工商業用電更需要即時蒐集資訊分析進行調節，台達儲能系統均配置對外資訊接口、可供業主透過網路取得資訊，為決策提供策略依據。