第240期 / October 5, 2017

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淺談聯合型用戶需量競價電力調度決策平台

作者/林承毅

[發表日期:2017/10/5]

前言

近年來,為解決龐大的用電問題,許多國家紛紛導入需量反應措施來進行用電管理。需量反應是一種電力公司透過價格或提供誘因等方式來進行電力調度,引導用戶改變用電行為,以抑低尖峰時段的負載,避免發生供電危機。需量競價措施則是一種實用的需量反應方法,在用電尖峰時段,開放用戶把節省下來的電回賣給電力公司,並由用戶出價競標,台電採取愈低報價者先得標的方式決定得標者,若得標者於抑低用電期間確實減少用電,則可獲得電費扣減。

需量競價措施分成經濟型、可靠型、聯合型三種。其中聯合型為讓數個客戶組成一個群組,該群組分配各個客戶分別需要抑低的用電量,並共同競標某月的電費減免,當中某一個客戶為代表戶,也稱為用戶群代表(Aggregator)負責管理整個群組。台電會依照需求及競標結果,通知得標群組的用戶群代表,讓得標群組進行電力調度,於抑低用電期間減少用電量。

聯合型用戶需量競價電力調度決策平台利用歷史用電負載資料,以預測未來之用電負載,再經由預測資料計算出各個客戶可卸負載量,提供代表戶能在進行電力調度前進行參考,並決策出各個客戶需要抑低的用電量。本系統還提供圖型化之介面,供使用者能簡單的了解用電資料並順利達成電力調度任務、實行聯合型需量競價措施。

系統架構說明


《圖一》系統架構圖


本系統使用Aggregator平台跟訊息中心來達成需量競價措施,利用訊息中心傳遞各個客戶的用電負載資料,給本系統的Aggregator平台,讓Aggregator平台可以監控各個客戶的各個電表歷史資料,並利用歷史資料預測未來之用電負載,計算出未來可卸載設備之可卸負載量,以提供用戶群代表於電力調度一日前如何讓各個用戶做電力負載調度之參考。最後通知各個客戶需要抑低的用電量,來讓客戶去進行電力調度。

Aggregator平台

Aggregator平台會取得集中器所提供的客戶各個電表的用電資訊,集中器先彙整各個設備的電力數據,之後將整體電力資訊透過訊息中心交給Aggregator平台使用。Aggregator平台提供用戶群代表有效取得各個用戶的電力資訊、對客戶用電做即時的監控、查詢用戶的歷史用電、預測未來的用電量以供參考、決策需量競價策略、計算出各個客戶電力調度需抑低的用電量等功能,幫助使用者順利完成電力調度任務。

訊息中心

訊息中心會傳輸用電資料,是利用佇列(Queue)的方式進行資料傳輸,是一種先進先出的傳遞方式,分成一個生產者(Producer)將資料傳輸到訊息中心的佇列中,以及一個消費者(Consumer)從佇列中取出資料。其中訊息中心的生產者是各個客戶的設備,消費者則是Aggregator平台,會將客戶各個電表的用電資訊彙整後傳輸到訊息中心,再由Aggregator平台去接收,並儲存在資料庫中。


《圖二》訊息傳遞方式


系統功能說明

本系統在功能項目上能分成通訊與資料蒐集平台、前端資料管理平台、電力調度預測與決策分析模組這三個主要功能,並能分成多個細部功能如下表所示。


《表一》通訊與資料蒐集平台功能



《表二》前端資料管理平台功能



《表三》電力調度預測與決策分析模組功能


結論

隨著科技日漸進步、全球氣候暖化等問題,台灣的用電量日益增加,常常會有用電供不應求,導致需要限電的情形發生,如何解決這個問題便是一個需要探討的重要議題。傳統解決電力供不應求時,會採取興建變電所來解決,但興建變電所的場地位置難尋,加上受到環境與成本等因素,對電力供給仍有許多問題。近年來,為確保供電可靠、提高電力使用效率及降低供電成本,負載管理已成為各國普遍採取的解決方式,其中,需量反應更是多數先進國家的重要措施。本系統則採取當中的聯合型需量競價措施,來達到節電、節能減碳的效益。

為了進行電力調度與監控,如何將數量龐大的電力數據儲存至資料庫中作數據管理分析、報表圖形化顯示、減少虧損等都是重要的課題。聯合型用戶需量競價電力調度決策平台幫助使用者解決許多難題,除了有即時的電力監控,也能從資料庫中快速的查詢歷史用電資料,並且預測未來用電情形,加上視覺化的介面,讓使用者能輕鬆的決定如何分配抑低用電量、降低成本,是未來值得持續去發展的系統。

參考文獻

1.蔡秉翰, 電腦科技電子報,2015/11/05 第217期,「STS預付費網路監控與儲值管理平台」
2.台灣電力公司, 限電的原因
3.台灣電力公司, 什麼是「需量反應」?
4.台灣電力公司, 需量競價措施