研究背景與文獻回顧
2.4 電力系統設備規劃
電力系統設備規劃主要在決定微電網系統中發電機組與儲能設備的裝置容量，以滿足 微電網內部的用電需求。在微電網系統中，主要的電力來源為小型的火力發電廠、風力發 電機以及太陽能板等分散式發電機組（distributed energy generator）。為了減少發電成本 並提高能源使用效率，發展微電網時必須透過適當的設備規劃與配電策略，將不同來源的 電力整合並充分運用。Katiraei 與 Abbey 針對一個具有中型風力發電機的微電網系統進行 設備規劃，透過燃油發電廠的建構與適當的配電策略，達到提升風力發電佔比、減少燃油 成本與提升燃油發電廠效率等目的 [29]。
當風力發電應用於微電網系統後，風能的間歇性與不確定性可能會導致微電網系統不 穩定，因此需要適時的引入分散式儲能設備（distributed energy storage），用以穩定風能的 變化並維持微電網系統內部的電力供需平衡。雖然儲能設備能解決風能不穩定的問題，但 其本身設備成本較高，因此在增設儲能設備時，需要審慎的評估與規劃。
儲能設備規劃藉由分析電網系統中再生能源發電與用戶用電等不確定因素，決定儲 能設備的裝置容量，避免過大的裝置容量所造成的成本浪費。Gao 等人 [30] 與 Dutta 等 人 [31] 在給定風力發電機額定功率的條件下，設計儲能設備的裝置容量以滿足電網系統的 供電可靠度需求並降低設備成本。Roy 等人在一個僅包含了風力發電與儲能設備的微電網 系統中，進行了風力發電機與儲能設備的裝置容量規劃 [32, 33]。Chen 等人則是在設計儲 能設備裝置容量的同時考量了配電策略所造成的影響 [34]。
2.5 小結
2011年，Whitefoot 等人於美國機械工程師學會機械設計年會發表的論文 [35] 中，提 到了電力系統的設備與操作成本最佳化，在規劃再生能源與儲能設備的同時，將配電策略 一併納入考量。該論文作者以建構軍方基地的獨立微電網架構為例，透過氣象資訊預測再 生能源各時刻的發電量，並使用燃油發電機作為輔助的電力來源。作者首先利用配電最佳 化調整各時刻的燃油發電機發電量，並與配電最佳化軟體 HOMER 所得結果進行比較。在 配電最佳化完成後，更進一步進行設備與燃料成本最佳化，以最少的總成本完成軍方基地 內部的全部供電。相同概念也被應用於電網與能源結構的設計，Hafez 與 Bhattacharya 應 用 HOMER 對不同能源結構的微電網系統進行配電最佳化，並比較單獨使用火力發電、再
探討。
2. 目前的配電最佳化主要是在預測下個時刻的再生能源發電量與用戶用電量後，針對 火力與核能的發電量進行配置，然而若欲考量設備規劃，則需要進行再生能源發電與 用戶用電的長期預測，此預測的精準度將會是影響配電與設備規劃可行性的關鍵。
3. 配電與設備規劃問題為一個雙層的最佳化問題，外層是設備規劃，內層則是長期 (多 次) 的配電規劃，如此龐大的運算量對於演算法而言是一大挑戰。
4. 氣象特性通常含有極大的不確定性，要如何在長時間的氣象預測模型中將不確定因 素加入考量，且又不會因為不確定因素而降低模型的精準度是一個值得研究的議題。