中国储能网讯：微电网内部包含再生能源系统、分散式电源，如微涡轮机、燃料电池及各类负载组成，当处于孤岛运转时，其电力潮流方向、系统暂态现象、电力品质分析及保护协调机制，均与传统电网的需求不同。
目前核研所开发的微电网三相潮流解析法，适用于低电压、高R/X比的三相不平衡系统或电压控制型汇流排过多的微电网系统，不论于微电网在并网或孤岛运转下，皆能保持强健性及快速收敛、求解的效果。另外，为分析微电网并网、孤岛及N-1事件时的系统暂态响应，核研所亦已建立高聚光太阳能电池(HCPV)、风力机组、电力转换器及电子负载等微电网细部元件的数学模型。
由于再生能源使用的电力转换器大多含有电容及电感元件，容易产生系统谐波，因而也须建构微电网系统主要元件谐波时域模型，并开发微电网于并网与孤岛不同状态的三相谐波潮流与不平衡分析，以确保微电网电力品质。现阶段，业界已运用主动式电力滤波器(APF)，改善微电网系统中谐波滤除、无效通滤补偿、功率因数修正与负载平衡等问题，并实现微电网电力品质监控平台;核研所正在研发中的微电网系统亦可支援上述功能。
此外，微电网所需的电力保护机制亦与传统电力系统不同，业者须导入具可扩充与随插即用(Plug-and-Play)的模组化微电网保护协调机制，同时还要依据微电网区域串、并联形式，开发微电网内部发生故障时的电源-负载配置(Configuration)方法，减少微电网内部故障时须卸除的负载量，并配合卸载计划提高供电可靠度。
强化微电网能源管理通讯/储能系统扮主角
至于微电网控制与管理方面，其监控介面与即时量测系统(图4)须确保各区域系统讯号的同步性、正确性与精确度，并于系统介面上设定与执行情境测试步骤，截取即时量测波形资料，做为故障侦测演算法、谐波频谱分析与卸载策略开发的依据。
图4 微电网监控介面与即时量测系统
此举将有助实现微电网生活化应用，透过建置家庭微电网监控介面与即时量测系统，并开发负载用电与再生能源发电量预测演算法，结合储能系统、电动车与未来时间电价机制，就可进行市电、负载、储能系统与再生能源的电力调度，满足用户节能需求。
未来，微电网将结合IEC-61850、电力线通讯(PLC)、ZigBee及无线区域网路(Wi-Fi)，与多区域微电网或台电配电自动化平台做连结，建立混合式通讯介面于微电网监控介面与即时量测系统，以达成并网及多区域供电调度功能。
除通讯技术外，电网级储能系统亦是微电网电能管理重要的一环，供应商须整合储能与微电网监控介面、即时量测系统，才能在不同的微电网运转模式下达成动态电力调节，以确保微电网供电品质。然而，新电池的开发与复合系统的应用，除须研发新的化学配方研发与结构设计外，还须进行其特性与应用测试，因此测量、评估与分析各种储能技术是发展电网级储能系统不可或缺的要务。
核研所建置储电电池管理系统测试平台，主要设备包括有25kW充放电测试机、5kW全钒液流电池(Vanadium Redox Battery， VRB)系统与60kWh磷酸锂铁电池组，并逐步建立储能电池与系统的测量分析能力、建立测试程序与标準，进行分散与集中化之电能管理系统(EMS)与电池管理系统(BMS)等技术开发。
此外，核研所近期更投入全钒氧化还塬液流电池技术开发，包含离子交换膜、活性物质、双极板及流道设计、电池平衡控制系统(BOP)及密封组装技术等，并依据微电网及储能系统的特性进行整合测试及应用，提供分散式再生能源微电网之能源有效调节运用。
