現代社會中，電已然成為最重要的元素之一，幾乎人們生活的所有面向都有電的影子，電腦手機都是電子設備；電動車的普及是必然趨勢；隨手取得的物品，都可能是某個用電大戶的工廠所生產的產品，更不用說你我早就習以為常的開燈關燈、各種電器的使用，電力無所不在，若聽到「電力的穩定決定了國家的經濟」這樣的論述也不奇怪。
在討論電力系統之前，我們先簡單認識一下電力如何產生。傳統的電力是透過不同形式的能源，帶動發電機旋轉進而產生電力，這些能源可能是火力或核能。過去這些轉換出來的電力能源沒辦法長時間儲存，在產生電力的同時就必須馬上消耗，以達到我們常聽到的「電力供需平衡」，因此，要維持一個國家層級的電力系統穩定，不是一件簡單的事，但我們依舊發展出了一套電網架構來配合這樣的特性。
傳統的電網架構，是在偏遠的地區建置大型發電廠，再透過傳輸線傳輸至人口集中區，並分配給家家戶戶使用，屬於集中式的系統架構。依據目的性可區分成三個系統，分別是發電系統、輸電系統和配電系統。
輸電系統：
將電能傳輸至遠方的系統。發電系統產生出電能後，需要將電力傳送至遠方，由於長距離傳輸會造成龐大的線路損失，所以必須將電壓提升至特高壓等級（輸電級），才能使線路損失降至最低。輸電系統介於發電系統和配電系統之間，為兩系統連接的橋樑，需要配合兩系統各自的變化，對電力進行調度與調節，在電網架構中佔據重要的角色，若發生故障或事故，影響的地域範圍也較廣。
配電系統：
將電能分配至家家戶戶的系統。從發電系統產生的電力，經過輸電系統長距離傳輸至人口集中區後，需要透過配電系統將電能進行分配，於是需要將電壓降至民眾可使用的電壓等級（配電級），並透過網狀結構將電力分散配送。配電系統和輸電系統一樣，同樣承擔了電力調節與調度的責任，但由於配電系統屬於電網架構的末端，所負責的電力責任較小，相較於發電系統與輸電系統，當發生事故時，影響的地域範圍也較小。
了解了電網的基本架構，我們可以發現這三個系統彼此息息相關，當任何一個系統發生事故，為了維持供需平衡，另外兩個系統也必須快速進行調整。雖然供需平衡有一定的自我平衡機制，但如果電網已經失衡到不可自我恢復的程度時，可能會使整個電網崩潰。為了避免這樣的情況，電網會採取部分地區限電、停電等措施，將發生事故的位置進行隔離，使其脫離整個電網，將受影響區域限縮至最低，才能確保大部分的地區可以不受影響，維持系統的穩定。換言之，當發生限電或停電時，我們也可以透過受影響的地區範圍大小，來反推這次發生事故的位置是在發電系統、輸電系統，還是配電系統。
我們可以回顧一下台灣過往的跳電事件，透過跳電的影響範圍，去推測是哪個系統發生事故所導致，例如：
- 815全台大停電：
2017年8月15日，因人員操作不當，造成大潭發電廠6部機組全部跳停，電網發電量大幅降低，電力供需嚴重失衡，為避免系統全面崩潰，必須降低電網用電量，所以採取了部分區域停電、輪流停電等限電措施。事故發生位置屬於發電系統，電網影響範圍非常大，全台19個縣市、超過700萬用戶受到影響。[2]
- 2022年彰化縣跳電：
2022年9月30日，彰林超高壓變電所因上游特高壓供電匯流排跳脫，造成彰化地區20萬戶受影響。事故發生位置屬於輸電系統，受影響範圍雖然沒有波及全台，但依舊造成彰化縣員林以南的鄉鎮停電。[3]
- 2021年板橋跳電：
2021年7月1日，新北市板橋新民配電變電所發生斷路器跳脫事故，共有2520戶受影響，當中包括住宅、商業、學校等，部分地區停電長達數小時。事故發生位置屬於配電系統，相較於前兩者，此次受影響的範圍僅限在板橋區。[4]
這三個事件分別出現在電網架構中不同的系統，受影響的用戶數量和範圍也不同，這就是集中式電網架構的性質，由於發電端相當集中，當越接近源頭的系統發生故障，往下延伸的下游系統就越多，受影響的範圍就越大。
我們可以再來看看在能源轉型的現今，電網會出現什麼樣的變化?智慧電網又是什麼? 隨著全球對於減少碳排放的重視，全世界都進入能源轉型的新時期，而這個時期最重要的主角就是再生能源，其中又屬太陽光電及離岸風電為台灣的主力。經濟部目標在2025年底前，太陽光電要達到20GW設置量，離岸風電要達到5.6GW設置量，為了讓台灣的電網可以容納這些新興能源，勢必要做出調整。
不再像是傳統的集中式電網，再生能源分散在城市的各個角落，形成了我們常聽到的「分散式電源架構」，每一個小小的電網區域，都可能同時存在發電與用電，系統變得更為複雜，又因為天氣的變化會極大的影響到再生能源的發電量，相較於傳統發電機組，再生能源無法準確預測以及控制，具有間歇性和不穩定性，這樣的特性會使電力供需平衡變得更加困難。為了解決這些問題，我們必須使電網智慧化。
讓電網能自動判斷該如何調度電力、預測負載、調控供電量，也就是將電力供需平衡的任務交給電網自己解決，在發生事故時自動調度電能，平衡各個用電區域，實現電力的動態管理和控制，從而提高電網的運行效率和可靠性。
在前面提到的三個系統中，智慧電網的推行會為它們各自帶來什麼樣的變化呢?
在發電系統中，由於再生能源在調度的優先順序較高，若電網中存在再生能源，必須先行使用，其次才是傳統機組，也就是說，傳統的發電機組需要配合再生能源的出力變化時刻進行調整，因此要建置反應更快速的傳統機組，例如燃氣機組。而配合電業的開放，民間業者已可成為發電業者，因此建立電力市場交易平台，進行電力採購的整合。另一方面，再生能源比重的上升會造成管理上的壓力，需要建置統一平台加以控管，於是導入了配電級再生能源管理系統（DREAMS系統）。
在輸電系統中，由於再生能源的間歇性與不穩定性會對電網造成衝擊，因此建置儲能系統作為電網中的緩衝區，當再生能源產生的電力過多時，儲能系統進行充電，將多餘電能儲存起來，或是相反，當再生能源突然停止出力時，由儲能系統的放電來補足電力缺口。 在配電系統中，有大量的用戶用電都是透過配電系統分配電力的，因此負載預測的任務也落到配電系統的身上，布建AMI智慧電表進行資料收集，判斷用戶的用電情形，掌握全國的用電資訊，進而達到電力需求面的管理。
台灣正在經歷能源轉型時期，智慧電網的建置，加上電業的開放，電網不論在技術面還是商業面都會變得更加複雜且龐大，許多新的機會與挑戰會接踵而來，除了不斷更新最新資訊以外，找到可以一起合作的夥伴也十分重要。萊峰電機致力於提供專業且優質的工程技術服務，為客戶設計安全且穩定的系統，以及專業的申設服務，詳情請見服務項目及聯繫方式。
[1]台電－限電知識與資訊。
[2]Yahoo奇摩新聞編輯室：台灣近十年大停電回顧：紅路燈停擺、貓纜停在半空中、點蠟燭釀火災，2022.3.11。
[3]潘靚緯：彰林超高壓變電所跳脫 南彰化20萬戶大停電、台電緊急搶修復電，2022.9.30。
[4]民視新聞網：新民配電變電所斷路器跳脫 板橋2520戶一度停電，2021.7.1。
[5]台電－永續發展專區。