虛擬電廠分散式能源資源整合到傳統集中式台電系統的挑戰

序文｜許志義（台灣能源數位轉型產學技術聯盟計畫主持人）、吳心恩（《全．能源雜誌》創辦人）

傳統的臺灣電力系統是「封閉性組織」的垂直綜合結構，主要依賴資金雄厚的少數財團，藉由「表前 (front-of-the-meter)、大規模、集中式、單向」僅僅數十個化石燃料發電廠，以高壓或特高壓輸電設施「跨地區、長距離」輸送電能，以滿足全臺灣所有人的用電需求。

然而，當前全球 2050 淨零永續趨勢下，乃是強調「開放性組織」水平擴散的群眾外包 (crowdsourcing)，藉由「表後 (behind-the-meter)、微小、去中心化、雙向」依賴眾多不特定的任何「產消者 prosumers」，以低壓配電設備「在地、短距離」，強調公私夥伴協力運作，以分散式能源資源 (DER)、虛擬電廠 (VPP)、微電網 (microgrid) 及能源即服務 (EaaS) 等「柔性路線 soft path」的創新技術，彈性調整供需、彼此共享經濟（有資產使用權但未必有所有權）互通有無，達到 RE100 企業與社區綠電自主。

問題在於，傳統的垂直綜合電力公司中央調度中心，因只能掌控高壓與特高壓電力調度，無法察覺低壓配電系統（尤其是「電表後端」）的分散式虛擬電廠，更遑論對其管理或有效調度。

為解決這個痛點，美國在 2020 年 9 月 17 日由聯邦能源監管委員會 (FERC) 發布第 2222 號行政命令，要求所有獨立系統營運商 (ISO) 和區域系統運營商 (RSO) 修改電力調度規則，以有效管理並廣泛容納各類「電錶前端」與「電錶後端」的分散式能源資源。歐盟也在 2019 年透過 944 號指令，要求各國賦予低壓配電系統（主要是配電系統營運商）前所未有的電力調度義務與權力。

美國能源部在 2023 年底宣稱：虛擬電廠正處於「商業起飛」階段，預計到 2030 年，透過各類電力消費者的廣泛參與及群眾外包 (crowdsourcing) 方式，將激發兼具生產者與消費者雙重身份的「產消者」(prosumers)的大量湧現，如住宅屋頂加裝太陽能及儲能電池、電動車輛逆送電力至電網等。這種方式能夠有效取代 10% 至 20% 的尖峰發電機組投資，並具有前置作業時間短、極大化綠能滲透率（去碳）及強化電網韌性的獨特市場優勢。

虛擬電廠創新技術服務和商業模式，也改變了過去傳統電業供需平衡的「發電追隨負載」模式，轉變為「負載追隨發電」，用以應對再生能源在電力市場佔比不斷上升，以及太陽能與風能發電間歇性急遽變化帶來的前所未有的電力調度挑戰。這種彈性運轉、迅速反應的特性，成為電力市場重要的關鍵資源。

我國《電業法》刻正面臨二次修法，重點除維持台電綜合電業體系、建置獨立性的電力調度中心與電力交易中心、以及成立電業管制機構外，重點還包括以下面向：如何促使高壓導向的台電中央電網能夠廣納低壓配電系統「表後」的分散式虛擬電廠？如何促使台電公司轉型為開放性組織，積極主動與眾多外部利害關係人（包括公民電廠、電動車主）共同合作？如何透過市場機制與人工智慧大數據運用，藉由更多的彈性消費者 (Flexumers) 改變行為，落實生活轉型？如何透過「平台經濟」讓臺灣孤島電力系統注入中小企業及群眾參與的社會韌性？對於虛擬電廠技術服務及運營模式，《電業法》是否需要成立專章予以規範？以上諸多與虛擬電廠發展相關之政策法規課題，值得各界利益關係人予以重視。

在此關鍵時刻，「台灣能源數位轉型產學技術聯盟」與《全．能源雜誌》特別共同策劃有關虛擬電廠這個主題，邀請國內公部門與民間企業代表性人物接受我們的專訪，提出以上各種挑戰的因應對策。期冀有助於讀者們了解再生能源市場佔比越來越多的情況下，電力系統將面臨的問題與解決方案。

台灣能源數位轉型產學技術聯盟
台灣能源數位轉型產學技術聯盟 (TAEDT) 獲行政院國科會資助，於 2022 年 2 月成立於中華大學，集結產、政、學、研、社，橫跨 11 所大學、包括 17 位學界知名教授擔任共同主持人、14 位業界翹楚擔任聯盟總監，為各方精英薈聚的智庫型虛擬平台。
基於臺灣 2050 淨零轉型 12 項關鍵戰略中，多與能源轉型課題息息相關，聯盟聚焦於「分散式電源」「虛擬電廠」「智慧微電網」三大生態系的技術服務與商業模式領域。
截至目前，聯盟已有 120 個團體會員，包括公營、民營、上市櫃及新創企業，其領域橫跨電力國營事業、綠能業者、聚合商、售電業者、儲能業者、電動車業者、聚合商等 30 多種不同行業，以多元產業面向異業結盟。聯盟同時亦邀請淨零永續及能源轉型的各界專家學者擔任焦點議題主講人，舉辦 100 餘場線上線下交流活動，參與者超過 8,000 人次。