

电力交易平台的设计不只参考证券交易所平台,电力数据更新更得达秒级
应对电力系统变化,更要掌握民间电力资源的即时状态
从规画到正式激活上线,花了约4年。在建置过程中,台电面临不少技术挑战,不仅需采用专用电表以提供即时的民间电力数据,还导入了新通信技术,创建更安全可靠的消息传递管道。
由于民间电力资源分散各地,为了能更迅速应对电力系统变化,电力交易平台在设计上特别强调即时通信的能力,数据更新频率得达到每秒等级,以便精准掌握民间可用电力资源的即时状态,才能在紧急情况下进行快速调度,特别是储能设备,一旦侦测到频率变化便会自动反应,通过即时数据回报,才能根据实际状况迅速调整。
可是,台电的AMI智能电表通常每15分钟回传一次用电数据。为此,台电采用另一款专用电表,取得更即时的民间电力数据,此外,在通信方面也采用智能电网IEC 61850和DNP 3.0取代旧通信标准,借此提高数据回传效率。
不仅如此,台电过去惯用IPSec VPN信道,作为与合作业者间的消息传递管道,由于电力交易需要一一和越来越多的业者介接,常因设备、通信协定或参数设置等问题产生诸多困难,使得介接处理流程非常耗时。
为了解决这个问题,台电后来采用软件定义广域网络技术SD-WAN,以软件方式创建VPN信道,取代了既有VPN专线,提供更迅速且安全的通信管道。
周芳正表示,由于SD-WAN本身具备自动调整路径和优化通信品质功能,不只能让合格业者快速且直接地连接到平台,同时也能有效进行管控,并强化信息安全。
电力交易平台上线迄今3年多,目前有95家合格业者,提供超过430个民间电力资源,若是考虑到聚合商,每一家聚合商可能代理多家企业,实际参与平台的企业可能破百家以上。
为确保能够集成更多业者及资源加入平台,台电在平台上线前也进行过更大连接规模的压力测试,200名参与者,每位参与者提供5个资源,共计1,000个资源进行测试,也就是目前串接来源数量的两倍,整套系统仍旧可以正常运作。
一天得处理3.2GB数据量
周芳正表示,电力交易平台目前平均一天收到的数据量约3.2GB。换句话说,一年累计的数据量超过1TB。为了存储这些数据,台电持续进行数据的扩充,对于保留超过三年的数据,也会压缩成其他格式进行保存。
从技术架构来看,台电电力交易平台主要由13个内核模块组成,涵盖注册、公告、报价、通信、ETP系统调度界面、现行运转计划平台(COP)、通信与调度、通知、结算、PLEXOS界面模块、优化模块、短期负载预测、再生能源预测等模块,各自负责不同的功能和任务,为日前辅助服务市场提供所需的信息服务。
在这套平台中,台电导入不少自动化机制,提高平台营运和管理效率。以日前辅助服务为例,几乎是全天营运交易流程,因此不论是处理合格交易者报价、电力调度处优化调度作业、辅助服务调度使用及辅助服务报酬结算,都靠自动化来处理,有效节省人力。
像是调度日的调度上,台电使用PLEXOS模型,可准确模拟电力系统的发电与用电行为,将电力系统的物理特性纳入考量,求得全系统电力资源配置优化调度的结果。
调度日后,经由电力交易平台的结算模块可自动化计算各交易资源的服务报酬,提供合格交易者报酬预结算明细以利确认。
台电也用AI,来提升短期负载预测模块的预测精准度,采用残差类神经网络技术和多重方程时间串行模开发出AI预测模型,并搭配整体学习(Ensemble learning)进行模型融合。该模型能够根据历史用电量趋势、考虑天气变化、节庆假日等因素,推估即时的全系统用电总需求量,在用电日之前,作为民间电力资源配置及决定时段的重要参考。
下一步规画导入微服务架构
随着服务项目的增加和民间参与者的持续增长,台电不断深化电力交易平台的发展,以支持未来更多的服务扩充和多元交易模式。此外,台电也规画导入微服务架构,翻新现有平台的信息架构,以提升开发与维护的弹性。
负责建置电力交易平台的资策会开发团队,后来独立出来成立一家信息公司新捷能信息。该公司总经理梁敏雄指出,由于现行模块功能不断扩充,加上资源增多,各模块用户也不同与资源样态越来越复杂,增加开发和维护管理的复杂度,必须采用更弹性的架构。
梁敏雄表示,未来电力交易平台将拆解成多个独立的微服务模块,让每个模块可独立开发、部署和更新,从而加快新功能的扩展,避免单一模块的更改影响到其他模块。此外,导入微服务后,能针对不同用户的需求进行特别设计和功能扩充,同时加强资安管理。
近两年,台电也加强与第三方业者平台的集成,例如聚合商现在可以通过调用API方式取得公告调度和调度指令等相关信息,但出于资安考量,台电目前不考虑采用Open API架构。
周芳正表示,未来台电规画研拟日内辅助服务市场,将能提供当日小时前甚至即时的电力交易。在调度方面,将逐步从每小时调度缩短到每15分钟,可以提供更准确的电力调度。
随着技术和法令成熟,台电将规画新的辅助服务市场,如日前电能市场,让电能可以自由买卖,进一步吸引更多稳定可靠的外部电力资源进入市场,强化电网的韧性与稳定。
台电还计划导入市场管理系统MMS于平台中,通过EMMS串接各式数位创新技术,如AI、区块链等,实现全面分布式资源即时经济调度。以区块链为例,未来可应用于智能电表中,当进行多对多的绿电交易时,就能通过区块链,确保电表记录的真实性与可追溯性。
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