技術名稱 結合氣象數值預測資訊及機器學習技術之再生能源發電量及憑證智慧查核監控系統
計畫單位 經濟部標準檢驗局
計畫主持人 黃凱斌
技術簡介
綠色電力係指以再生能源所產生的電力,如風能、太陽能、水力、地熱、生質能等。因具有較傳統電力低碳與低污染排放特性,在先進國家被區別為一般電力,而收取綠色電價。為配合國家再生能源憑證中心及檢測驗證發展計畫,由於驗證後的再生能源設備,其發電認證為再生能源發電量後,可申請再生能源憑證(Renewable Energy Certificate, REC),1000度電等於1 REC,而為確保憑證核發之公信力,對於案場發電量之比對驗證工作即顯得重要。目前再生能源憑證制度之發電量驗證工作除了有專業查核人員於案場實地進行再生能源憑證案場之發電設備查核外,亦導入了智慧化電量分析方法,藉由人工現場查核及電量數據分析雙重驗證,進行憑證核發比對,可確保正確性及公信力。本技術之起源乃因應確保上述憑證核發之公信力及增加對憑證案場之附加價值,而規劃之發電量比對機制,主要結合太陽光電案場發電系統資料、天氣研究與預報模式(Weather Research and Forecasting model, WRF)所輸出之氣象預測變數、發電模組裝置容量、模組溫度及等效日照時數等影響案場發電之重要變數,並利用機器學習等智慧演算法進行案場發電量分析及預測研究。本技術較重要之突破為利用3公里解析度之任意經緯度WRF網格氣象數值資料(如日輻射量、風速、溫溼度等),系統並會偵測離目標案場最近的網格點上的氣象資料,並利用內插演算法將相關氣象變數內插至目標案場,可降低裝設環境感測器之成本,以更有效率之方式取代實體環境感測器並獲得氣象數據及提供更準確之案場推估發電資料。此外,結合本技術所開發之機器學習演算法進行電量推估,並將相關數據分析結果結合本技術開發之氣象及發電地理資訊監控分析系統,可作為憑證案場發電量及核發憑證數量之比對確認。此外,為確保WRF資料之準確性,本技術開發衛星反衍之相關氣象觀測資料,藉由定期校驗WRF資料,可提供兼顧品質與使用成本和效率之氣象發電推估及決策工具,並提供再生能源憑證中心有效率、易於使用之發電監控及查核系統,當監控系統發現案場電量回傳異常時,可即時通知案場查核人員進行處理,以降低損失及風險,進而確保憑證制度之可靠性與公正性,有助於提高憑證制度之公信力並活絡憑證制度之發展。相關技術成果亦可作為再生能源專家資料庫建置之參考,並可提供任意案場資源風險評估、案場變異分析及產能預測分析資訊。
科學突破性
此技術為國際憑證制度中,率先於憑證案場導入氣象資訊結合IoT技術,利用天氣研究與預報模式(WRF)所輸出之氣象預測變數並內插至任意經緯度之案場,再利用人工智慧進行案場電量預測分析,並結合智慧地理資訊系統進行案場電量監控及資源風險評估,除可降低實體感測器裝設成本亦可確保我國憑證制度之公信力。
產業應用性
能源案場環境變異分析為能源決策訂定時的重要工具,在自由化電力市場中,藉由購電契約或競標機制提供電量預測數據做為參與市場的決策參考,本技術開發之電量資源監控系統,可提供可靠之再生能源資源產能分析及風險管理。
關鍵字 再生能源憑證 再生能源決策支援系統 機器學習 天氣研究與預報模式 再生能源投融資 再生能源風險評估 再生能源變異評估 再生能源預測技術 地理資訊系統 衛星預測方法及校驗
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  • 黃凱斌
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