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分散式再生能源發電具有間歇性與不穩

定性，若區域再生能源占比逐漸提升，勢必

衝擊到電力系統區域運轉的穩定性。微型電

網是能夠提供高效、穩定供電的一個重要手

段，並且是提升再生能源占比的最佳途徑。

依微型電網供電方式不同，可分為直流

微型電網、交流微型電網及混合式微型電網。

直流微型電網可對直流負載供電，具有供電

效率高且電力品質穩定之優點。在交流微型

電網中，將所有分散式電源並聯現有電網，

造成電網電力品質下降及不穩定性提高，所

有並網之設備需具備相當高的品質。混合式

微型電網，將所有分散式電源輸出至直流匯

流排，再透過單一台逆變器並聯到現有電網，

單點並網方式將再生能源對現有電網的衝擊

降至最低，同時擁有直流微型電網供電效率

高和電力品質穩定的優點。

中興電工（以下簡稱本公司）係以混合

式微型電網之整合應用為商業化方向，核心

技術包括智慧型能源管理系統 (Smart Energy

Management System, Smart EMS) 以 及 智

慧型多方向逆變器 (Smart Multi-directional

Inverter)。

SEMS收集供電端 (再生能源供電與現

有電網供電 )、儲電端 (二次電池如鋰電池或

鉛酸電池 )以及用電端 (如家用負載或電動車 )

的資訊，以最佳經濟效益的模式進行混合式

撰▓張存德

中興電工機械公司

「混合式微型電網」發展現況

微型電網上的電力調配，達到分散式能源的

極大化目標，減少在電力系統上輸配電造成

的線路損失，減少現有電網之負荷，進而降

低碳排放量。SEMS可達成下列效益：

(1)雙向儲能 (直流微電網 < = > 交流微電網 )；

(2) 削峰填谷 ( 虛擬電廠 Virtual Power

Plant)；

(3) 孤島運行 ( 電網與再生能源斷電，僅靠電

池供電 )；

(4) 同步供電 ( 電網 / 再生能源 / 儲能電池一

起供電 )；

(5) 市電併聯 ( 再生能源 / 燃料電池可以送電

供應交流微電網 )；

(6) 降低變壓器 / 變電站 / 輸電線容量需求；

為了達成上述效益，Smart EMS必須搭

配多台具有可控功能的電力轉換器與電力逆

變器。因此本公司積極開發另一核心技術「智

慧型多方向逆變器」，除了整合數台電力轉

換器與電力逆變器之外，並開放通訊可控功

能。Smart EMS透過通訊介面控制智慧型多

方向逆變器，提供包含再生能源供電、電池

充電或放電、交流或直流負載用電、緊急用

電、或啟動孤島保護等多方向電力流向之管

理。

A、百瓩級微電網示範及測試平台

應用本公司與核研所共同開發的自主式

中興電工機械公司

「混合式微型電網」發展現況

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控制之微電網系統技術，完成了國內首座「百

瓩級微電網示範及測試平台」之建置。在此

平台中，使用智慧型能源管理系統 (Smart

EMS)管理微電網電力，可使微電網於併網與

孤島運轉模式之間能夠平穩切換，並配合台

灣電力公司的電力調度。此平台構建出國內

智慧型微電網系統較為完整的範例。

B、20kW 智慧型微電網展示系統

本計畫係以智慧型交流與直流供電系統

之整合應用為商業化方向，直流部分電力來

源使用多種直流可再生能源發電設備並聯，

其中包含風機、太陽能與甲醇型燃料電池，

而交流部分則利用市電電網供電，此區域性

之交直流供電系統電網將達成混合式微型電

網概念。

圖 A-1. 百瓩級微電網示範及測試平台實景

圖 B-1. 20kW智慧型微電網展示系統實景

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C、社區型儲能式微電網

本案在金門東坑社區獨立戶安裝一套

儲能式微電網系統，充分運用分散式再生能

源發電結合鋰鐵電池模組儲能之特性，搭配

電力轉換器與智慧型能量管理系統 (Smart

PMS)，將再生能源提供家庭負載所需之功

率，減少電力回到市電電網，藉以減少再生

能源對市電的衝擊，以提高再生能源滲透率。

D、複合式綠色能源發電系統

- 燃料電池

微電網系統中常見之再生能源為太陽能

板與風機，其再生能源發電具有間歇與不穩

定性，而中興電工所發展的燃料電池系統的

加入可以彌補微電網中再生能源上述之問題

點。如圖 D-1及 D-2為複合式綠色能源發電

系統實績，利用三套 5kW甲醇型燃料電池與

核能所微電網三相四線式之電力並聯，增加

微電網可靠度與綠能滲透率。透過智慧型能

量管理系統（Smart PMS）管理微電網，使

燃料電池應用於非備用電力系統。

圖 D-1. 綠色能源 -燃料電池應用於微電網場域 實景

圖 D-2. 系統架構圖

儲能式微電網系統

系統架構

分散式再生能源發電

智慧型能量管理介面

圖 C-1.社區型儲能式微電網系統

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印尼太陽能建案區域與規模（資料來源：IEK產業經濟與趨勢研究中心）

崇明島福美農場規劃建置微電網系統

未來佈局

由於綠能與智慧電網技術，未來將整合

成為虛擬電廠，將可運用於東南亞國家的電

力供應來源。透過微型電網整合太陽光電、

中小型風機、燃料電池與儲能設備，可應用

於未與電網連結之偏遠地區或島嶼，提供該

地區人民日常用電電力。

( 作者為中興電工機械公司總經理特助 )

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