虛擬電廠調度中心：穩定供電的幕後關鍵

隨著全球氣候變遷日益加劇、極端氣候事件頻繁發生，加上以再生能源取代化石燃料發電作為回應方式，全球電網面臨越來越大的挑戰與潛在停電風險。

傳統上，應對這些挑戰的方法是耗資升級基礎設施，例如建設集中式備用發電站（又稱「尖峰電廠」）以增加供電。然而，在當今數位化、去中心化及去碳化的能源趨勢下，對應的解決方案已轉向在關鍵時刻透過虛擬電廠大規模地降低用電需求來穩定電網，這項解決方案被稱為「需量反應 」（Demand Response，DR）。

根據國際能源總署（International Energy Agency, IEA）的定義，需量反應為透過鼓勵用戶藉由調整用電需求至電力充足或其他需求較低的時段，以維持電網平衡。

台灣預計在2050年達到淨零碳排，需量反應在整合再生能源並維持電網可靠性上扮演關鍵角色。台灣電力公司的電力交易平台提供多種需量反應輔助服務方案，例如「即時備轉」、「補充備轉」及「調頻備轉」，企業參與這些計畫不僅能夠獲得額外收益，還能協助穩定電網。

當需量反應調度事件啟動時，調度中心（Network Operations Center）即時管理並整合分佈於多個場域、國家與時區的能源資源。其中一個調度中心即為義電智慧能源位於愛爾蘭都柏林的全球調度中心，也是義電智慧能源虛擬電廠（Virtual Power Plant）的控制樞紐。該中心全年365天、24小時全天候運作，監控與管理全球超過15,000多個工商業用戶案場，透過暫時調整用電設備來維持電網穩定，確保家庭與企業在電網壓力高峰期仍能正常運行。

調度中心是虛擬電廠的核心，確保所有聚合的需量反應資源高效運作。對調度中心而言，理想的一天就是當大眾完全沒有意識到它的存在。然而，在一般的日常營運中，調度中心會在例行但日益頻繁的電力事件發生時，持續監控電力系統，確保電網穩定運行。這些事件包括發電廠維修、電網互連線路中斷，以及發電預測與實際用電需求不符等。

義電智慧能源的全球調度中心設立於愛爾蘭的都柏林，眾多因素決定了這個選址：都柏林不僅擁有地理時區的戰略優勢，更匯聚了多元文化、蓬勃的IT產業生態系，以及快速發展的虛擬技術環境。此外，義電智慧能源也在台灣設立在地調度中心，直接服務全台的客戶需求。

調度中心的專業人才組成不僅限於工程師，所需的技能組合反映了現今數位化、去中心化及去碳化的趨勢。義電智慧能源位於都柏林的全球調度中心由一位曾任航空公司作業控制官的專業人士領導，團隊成員來自金融、交易、資訊技術、安全、客戶服務和零售等不同背景。考慮到其全球性，調度中心也匯聚了來自不同國家和使用多種語言的人才，包括中文、波蘭文、義大利文和葡萄牙文等。

義電智慧能源目前管理全球規模最大的工商業虛擬電廠，管理容量達9GW，足跡橫跨14個國家，監控超過15,000個場域的即時數據，並根據電網需求即時調度所需的能源降載或發電資源。虛擬電廠已成為全球電力系統不可或缺的一部分，不僅支持各國電網運作、提升全球電力互通性，還能提升能源安全，並促進再生能源的普及。

2024年4月，台灣發生一系列強烈地震與餘震，對電網造成嚴峻考驗。4月3日，台灣遭遇25年來最強地震，台電於當天下午4點30分發佈調度通知，請備轉電力資源協助穩定電網。義電智慧能源的調度中心立即啟動應變措施，動員並聚合超過50間工商業用戶的用電，在兩小時內提供近30MW的需量反應輔助服務資源（相當於東部立霧水力發電廠的裝置容量²，相當於大型工廠的用電量）。參與企業涵蓋紡織、化學加工、醫院、金屬加工、食品、農業與飯店業等，透過啟動彈性電力資源，齊力維持電網頻率穩定兩小時。

在這段充滿挑戰的時期，義電智慧能源的調度中心迅速回應，藉由減少非必要設備的用電，以及暫時轉移電網用電的方式，穩定電網。4月15日，也就是地震發生的12天後，發電機組跳脫再度引發低頻事件。義電智慧能源調度中心透過合作夥伴Gogoro，迅速調度了全台近1,000座電池交換站，在短短五秒內做出反應，順利降低11MW的用電，並維持了30分鐘。

以上案例說明能源轉型正創造嶄新契機，使既有資源發揮第二種價值，並用以支持更廣泛的需求。

台灣並非唯一面臨電網韌性與能源間歇性挑戰的國家。全球各地的極端氣候事件正驅動對於需量反應輔助服務的需求：

澳洲：西澳批發能源市場在2023/24年夏季遭遇前所未有的高溫，其中六天的能源需求位居歷史前十大高峰。從11月開始，氣溫便飆升至40°C以上，多次熱浪持續至 2 月，使該季成為自 1910 年有紀錄以來最炎熱的夏天。

為了應對夏季期間額外的備轉電力需求，澳洲能源市場調度中心（Australian Energy Market Operator, AEMO）提前採購了額外的備用容量，其中包括義電智慧能源的需量反應客戶，在嚴峻的夏季期間共降低用電14次以減輕電網壓力。

美國：美國多樣的地理環境使其同時面臨極端高溫與低溫天氣，這兩種狀況都可能觸發電網調度事件。2022年加州熱浪期間，氣溫飆升至43°C，導致電力需求激增至52GW的歷史新高，主要來自空調使用的增加。這促使美國加州獨立電力系統營運商（California Independent System Operator, CAISO）啟動了如義電智慧能源的需量反應輔助服務虛擬電廠，在四天內提供超過 63 小時的調度支援。

同年，冬季風暴「艾略特」席捲美國大部分地區，使丹佛氣溫驟降至-31°C，導致暖氣需求暴增，同時天然氣基礎設施也因嚴寒而凍結。全國數百萬戶家庭在暴風雪期間曾經歷停電。義電公司（Enel，義電智慧能源的母公司）旗下提供需量反應輔助服務的客戶再次發揮關鍵作用，協助電網恢復穩定。電網營運商在兩天內調度了義電在美國東北地區共5,000個註冊用戶、4,108 MW的需量反應資源。

隨著再生能源占比提升及電網波動性增加，需量反應輔助服務對於確保台灣電力供應的穩定與安全至關重要。工商業者加入虛擬電廠 （VPP）以提供需量反應輔助服務，亦可獲得多重效益：

• 提前獲知停電影響：企業能根據預警調整營運排程，減少潛在中斷影響，並保護設備免受可能有的損害。
• 促進能源去碳化：幫助電網在面對變動較大的再生能源供應時維持供需平衡，特別是確保電網維持在穩定的頻率上（在台通常為60Hz）。
• 降低對燃煤與化石燃料發電的依賴：義電智慧能源於全球9GW的需量反應虛擬電廠能迅速回應電網需求，所提供的效益相當於啟動10座林口燃煤電廠（如林口#1，800MW），是更乾淨、更經濟實惠的替代方案。
• 協助履行節能責任：在需量反應事件中實際降低的負載可被認列為節能績效，有助於用電大戶滿足逐漸提升的節能義務。
• 創造穩定收益來源：企業藉由能彈性調整用電與製程的能力，提供需量反應輔助服務，並藉此獲得收益，許多參與企業也將收益重新投入企業永續專案。

^{1. 〈需量反應〉，國際能源署。}

^{2. 2024年10月數據}

^{3. 各機組發電量，台灣電力公司。}