微电网酝酿新商机

飞扬紫百合

微电网(Microgrid)兴起将驱动功率、通讯元件需求大增。微电网系衔接主电网与再生能源系统的关键角色，有助改善整体电网的配用电效益，近来在欧美、日本等先进国家迅速崛起。由于微电网须具备即时监控、双向功率控制、区域用电预测与协调等功能，因而将带动通讯模组、高速开关及隔离功率元件导入需求。  

核能研究所核能仪器组智网分组长张永瑞表示，美国、日本亦积极制定微电网相关规范，但尚未揭橥标准公布时程。
核能研究所核能仪器组智网分组长张永瑞表示，再生能源系统供电量变动剧烈，且须透过直流对交流(DC-AC)转换机制才能顺利并入主电网，一旦应用比重增加，势将造成主电网电压浮动和频率稳定性不佳等问题；所以，随着各国再生能源渗透率持续增长，也须配合展开结合主电网、太阳能及储能系统的微电网试点计划，以确保供电品质。  

目前欧美及日本皆正加快微电网布建脚步，主因在于欧洲地区装设的太阳能系统总发电量已占整体电网40%以上，平均发电量占比亦已趋近10～20%，而美国再生能源发电比重亦超越10%，并规画于2020年倍增至20%；至于日本则响应非核家园理念，积极推广再生能源建案。  

张永瑞也透露，现阶段美国进展最快，近期已发布2013～2015年的微电网研究计划，并已设置六个试点运行示范区，做为未来全面落实智慧电网(Smart Grid)的试金石。  

据悉，电网可分为发输配用四个用途，其中，微电网主力负责配电与用电的中后段管理，覆盖能力大致在100kW～5MW范围，等同一个千户等级的区域电网。其结合太阳能与储能等直流电系统，以及交流电主电网，故着重于电源切换、双向控制、联网管理与电网隔离保护机制，与传统电网或一般太阳能系统的元件需求不尽相同，可望带动新的功率半导体与联网模组需求。  

张永瑞指出，微电网中的电力转换与控制设备须导入耐上千伏特高压的功率半导体、支援实虚功率补偿和LVRT功能的拓扑，以及高阶脉冲宽度调变(PWM)控制元件，才能在大量直流电瞬间涌入主电网时，自动解除并网状态并切换至孤岛运转模式，改由太阳能或储能设备直接供电以确保配用电机制正常运行。  

此外，微电网基础设施也须透过电力线通讯(PLC)技术、ZigBee或无线区域网路(Wi-Fi)通讯模组，即时监控并回报区域用电、再生能源及储能系统电量资讯，以利进行配电调度，发挥微电网的智慧能源管理效益。  

显而易见，微电网布建的重要性激增，相关功率半导体、通讯模组供应商都将跟着受惠。张永瑞更提到，随着微电网技术成熟，系统架构将愈趋复杂，如达成太阳能、风力与燃料电池等多元分散式电源的并联设计，或与智慧电网进一步结合，发展智慧城市的大型能源管理方案等，届时将需要更多新兴半导体技术支援，引爆另一波庞大商机。