電力服務在持續精進的世界趨勢下，有幾個重要進展的方向：除了潔淨能源生產技術的進步外，建置智慧電網將是另一首選。建置智慧電網的主要目的為使消費者更智慧用電與使供給者更經濟產電。它除了能使用戶智慧用電外並帶來更便利與多元的家電服務，為電力供應者提供即時資訊，也可使供應者作更有效率的方案搭配；在產電方面，智慧電網搭配時間電價可縮小尖離峰負載差距，達成較有效率的連續發電，也降低發電成本。

因此，本篇研究分成三重點：1)台灣全面建置電子式電表的直接成本與效益分析；2)台灣與世界現有時間電價的利與弊探討；3)提出世界可用之創意時間電價方案：用戶平滑計價(User Balanced Pricing)。

本研究假設智慧電網於2009年開始建置，花三年時間完成佈建，故2009~2011年之間是成本投入快速累計的階段，之後僅剩裝置新電表及耗電成本等部份，故成本累計較慢，直到2019年開始第一批電表的換機，成本才又開始大幅提升。智慧電網的效益則是在2010年才開始發生，主要效益來自於節能效果(3%)，與尖峰負載下降(10%)的延遲建廠；累計效益隨電網佈建完成度跟著提高，大約花6.25年的時間達到累計損益平衡點。本研究亦針對幾個比較重要的參數設定進行敏感度分析。在原始設定下，本研究之益本比為1.3292。可發現電表價格、節能比例變動、以及燃氣燃料成本價格，對於整體智慧電網建置益本比具有較大的影響。以電表價格為例，當其他條件不變，電表價格低至每個5,000元時，其益本比可提高到2.5413，而價格高至15,000元/個時，益本比降至0.9。

在智慧電網搭配時間電價而達到平滑尖峰用電後，不但可節省發電成本較昂貴之汽力發電，也可以重新調整整體發電結構，如提高基載與中載機組容量，使發電更有效率且更潔淨。

本案也在歸納現有各種之時間計價方案後，而提出新的『用戶平滑計價』之實行概念，也對電力部門與用戶提出建議。

對全球電力事業部門，本案也約略作一策略建議，『做中學』是必要的。

佈建電子式電表(單向或是雙向式皆可，但必須能做分時負載紀錄)，開始作全面紀錄於資料庫。

 依過去營運經驗、現在燃料波動價格、與未來新增負載推估，詳實推估一組隨分時總負載而呈正比的RT(j)，也隱含各用戶節約能源以及平滑用電之經濟效益。

 決定一修正函數後，按照前述原則與步驟，試運算所有用戶之分時修正費率乘以其分時用電量；程式迴圈式，試用多組鬆緊參數α，對所有用戶分析影響。

 不同鬆緊參數α下，對所有用戶之當日電費加總，與全國當日理想發電成本，以及全國當日實際發電成本相作比較。可得出一組鬆緊參數α可用之範圍，方便日後執行的參考依據，或許適合由鬆到緊，視對電價改變之用電彈性而變。

 截至目前，僅是電腦虛擬推演模擬運算，尚未實際執行UBP方案，但將來可於每月帳單圖示各用戶之用電分時狀況，告知未來實行後所需面對的影響以及建議其採行之平滑用電改善方法。讓用戶更加了解UBP執行方式與執行UBP後可達效益。。

 一般而言，大部分之用電戶應是收到比目前收費方式更低的電費帳單，因為僅是小部分之大用電戶造成如此尖離峰差距。另外也須加強對受處罰之用電戶作更詳細的說明與建議。

對用電戶，本案也作一平滑用電的建議方式：
 避免同時點內用電，如：於不同小時煮飯、洗衣、熨燙、吸塵，以及開空調。
 適當地調整冷暖空調之設定(如：時間長短與溫度高低)。
 採用太陽能源的發電與製冷設備，可分擔日照時的尖峰用電。
 儲冰式空調並非節能方式，但是可移轉尖峰用電至離峰，平滑用電。
 採用離峰儲電、尖峰放電之儲能蓄電設備。
 改善耗電設備效率或是安裝智慧控制節能系統。
 轉移部份用電至週末使用。
 在尖峰季節作停產的定期維修；在離峰季節多事標準品的生產以作庫存。
 工廠為平滑用電，儘可能作24小時的生產規劃，或與他家工廠分攤日夜廠務。

唯有智慧電表的普及，加上合理時間電價的執行，方能達成有效的負載管理，而首要目標即是：平滑尖離峰負載差距，以及節能減碳。

====章節目錄====

第一章 緒 論 1-1
　第一節 研究背景與目的 1-1
　第二節 研究範圍與架構 1-2
　第三節 研究限制與延伸 1-3
第二章 智慧電網成本效益分析 2-1
　第一節 智慧電網簡介 2-1
　　一、台灣發電結構簡介 2-1
　　二、智慧電網簡介 2-6
　第二節 台灣全面建置之直接成本效益分析 2-9
　　一、基本設定 2-9
　　二、成本分析 2-9
　　三、效益分析 2-15
　　四、益本比分析小結 2-19
　　五、敏感度分析 2-21
　第三節 智慧電網之潛在效益 2-22
第三章 既有時間電價探討 3-1
　第一節 台灣現行時間電價 3-1
　　一、台灣現行電價 3-1
　　二、節能減碳的電價計價設計 3-4
　第二節 世界既有之時間電價 3-6
　　一、簡介 3-6
　　二、時間費率-TOU 3-8
　　三、即時電價制度-RTP 3-12
　　四、時間電價文獻結論 3-19
第四章 用戶平滑計價(User Balanced Pricing) 4-1
　第一節 背景介紹 4-1
　第二節 建議步驟 4-3
　　一、公告基礎費率與參考準則 4-3
　　二、每日整體分時負載紀錄 4-5
　　三、各用戶當日基準線 4-6
　　四、行為修正之共通函數 4-7
　　五、各用戶當日總電費與全國當日加總之收入 4-11
第五章 結論與建議 5-1
　第一節 台灣智慧電網結論與建議 5-1
　第二節 對電力部門之時間計價策略建議 5-2
　第三節 對用電戶之UBP時間計價應變建議 5-3


====圖目錄====

圖2-1 台灣2006年夏季日負載曲線及發電結構分配 2-2
圖2-2 太陽光電與尖峰負載之正相關性 2-4
圖2-3 尖峰電價與太陽光電發電成本比較 2-5
圖2-4 傳統電網與智慧電網的流程差異 2-6
圖2-5 智慧電錶是建置智慧電網的基礎 2-7
圖2-6 智慧電網硬體架構 2-10
圖2-7 本計畫規劃之新裝置智慧型電表數 2-11
圖2-8 智慧電網的裝置成本 2-12
圖2-9 智慧電網的每度電的平均裝置成本 2-12
圖2-10 智慧電表耗電成本 2-13
圖2-11 耗電與裝置成本分配 2-14
圖2-12 效益分布 2-16
圖2-13 因用電平滑可延緩次年建廠成本之歷年現金流量圖 2-17
圖2-14 用電平滑後每年可減少建置(建廠)成本 2-17
圖2-15 減少二氧化碳排放量 2-18
圖2-16 歷年增加效益變化 2-19
圖2-17 淨效益折現分佈圖 2-20
圖2-18 電網建置之損益平衡 2-20
圖2-19 敏感度分析 2-21
圖2-20 全國負載所使用之小時數佔全年8760小時之百分比 2-22
圖2-21 2005年用電極高與極低之24小時負載紀錄
(負載單位：MW) 2-23
圖3-1 Classification of Demand Response Programs 3-7
圖3-2 TOU對負載管理的影響 3-9
圖3-3 Hydro One的TOU制度設計 3-11
圖3-4 Load Duration Curve(flat-rate與RTP之比較) 3-13
圖3-5 Typical price schedule of RTP-R 3-14
圖3-6 Smoothing a steep load curve 3-15
圖4-1 Base Rate as a function of the Aggregated Loads 4-4
圖4-2 Hourly Aggregated Electricity Loading 4-5
圖4-3 Hourly User Electricity Loading 4-7
圖4-4 the Characteristic of an Exponential Function 4-8
圖4-5 Other Options on Amplifier Functions 4-9
圖4-6 a Linear Amplifier Function 4-10


====表目錄====

表2-1 參數設定 2-9
表3-1 表燈用電時間電價部分 3-2
表3-2 家庭與營業用電新舊電價(夏月，非時間電價) 3-3
表3-3 家庭與營業用電新舊電價(非夏月，非時間電價) 3-4
表3-4 用電行為無法反應電價的原因 3-16
表3-5 美國各區域推動RTP對溫室氣體排放之效果比較 3-18
表4-1 各項電價計費方式之優劣比較 4-1