台電月刊 - 打開電力新視野

嘉南平原上的綠能新芽 義竹智慧變電所誕生

700期

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圖、文—南區施工處 方永文、林正義

克服許多困難,義竹變電所在南區施工處團隊及合作單位的共同努力下,成為台電公司第一座智慧變電所,綠能轉型又向目標邁進一步。

由藍天、綠葉、甘蔗香鋪成的嘉南平原上,矗立著一棟紅磚建築,那是位於嘉義縣義竹鄉的台電義竹變電所。在南區施工處團隊歷經196天的裝機與施工通力合作下,這座變電所順利於109年11月26日加入電力系統,象徵傳統變電所走向智慧變電所的時代已經來臨。

義竹變電所原為「第七輸變電計畫」興建,規劃用於解決朴子及大寮變電所停電轉供時,因線路太長所引起的壓降問題;後來因用電負載成長趨緩,基於成本考量,決定完成變電所建物後暫不裝機。而隨著再生能源興起,台電公司依循政府政策,須在2025年以前,將再生能源發電佔比由原本的4.9%提升至20%,因此陸續啟動再生能源加強電力網計畫工程,107年義竹變電所重啟裝機作業,供再生能源業者併入台電電網。為了配合再生能源業者的併網時程,南區施工處在限期內加速完成,逐一克服採用IEC 61850通訊協定所遭遇之整合介面及互操作性(Interoperability)難題,達成能源轉型與電力節能的雙贏局面。

做好準備 寫下輸電智慧化里程碑

為配合政府的能源政策,智慧電網的建置非常關鍵,輸變電工程處(簡稱輸工處)亦積極投入。「輸」電智慧化是「發」與「配」的傳輸連結,少了它,就無法構成智慧電網,而變電所正是「輸」中的樞紐,但隨著科技進步,原本點對點的傳輸方式已無法負荷智慧電網所需的大量數據收集、傳輸。因此,若要讓變電所擔任此要角,第一步需導入最新的IEC 61850監控系統,以取代傳統資訊末端設備(Remote Terminal Unit,RTU),唯有改變通訊傳輸協定,才能滿足智慧電網需求,而IEC 61850的通訊架構正好符合此需求。

所謂工欲善其事,必先利其器,為了讓輸工處轄下各區施工處皆能明確理解IEC 61850的規範內容,輸工處黃清松處長積極帶領北、中、南三區施工處,每個月定期舉辦導讀分享會,並透過交流討論,讓IEC 61850規範種子能在每位成員心中快速成長茁壯,108年7月10日更進一步訂定了IEC 61850監控架構智慧變電所的電控設計作業要點。

全力以赴 步步皆是未知挑戰

為驗證IEC 61850通訊協定能否達到資訊互通功能,輸工處擇北、中、南區各一新建變電所做為示範所,而義竹變電所更是台電首座示範所,經過輸工處完成規範訂定及發包圖審後,移交南區施工處進行各盤面規劃設計及現場安裝測試。由於IEC 61850監控架構對同仁來說相當陌生,且無過往的經驗可供參考,因此只能秉持著「遇到問題,解決問題」的信念,面對這項挑戰。

南區施工處同仁事先充分了解契約之特定條款及器材規範等相關資料,並擬定工程時程表,讓工程施作順利進行。但實際執行時仍出現了意想不到的問題,如IED無法同步、IED邏輯錯誤、網路交換器(Switch)收不到IED訊號、通信處理單元設備(Gateway)無法同步通訊、監控人機介面設備(SCADA-HMI)規劃圖控系統與維護單位需求有所差異等等,相較傳統變電所的RTU架構顯得更為複雜。各種難題接踵而來,加上又逼近最後測試整合階段,同仁所承受的壓力之大不言而喻。

且由於義竹變電所與傳統變電所測試介面不同,須配合施工的單位也相對增加,工程的測試順序更顯得格外重要,一旦控管不當,就容易造成工作程序空轉,徒然浪費時間;更可能因為測試順序錯誤,導致先前完成的工作無法正常運作。舉例來說,為了使變電所無人化由遠端調度中心(ADCC)統一調度,須進行兩端間離線與線上監控點測試,惟測試過程中發生離線測試已完成,但電腦螢幕無法正確顯示的狀況,須經修改後,再重新進行測試。這樣重複工作的事情一再發生,讓施工及測試人員心裡覺得非常挫敗。

不過,儘管困難重重,仍須推進工作。為了加快加入電力系統的時程,南區施工處與嘉南供電區營運處合作,同步進行系統測試及竣工檢查。施工期間,南區施工處張耀宗前處長(現任台中供電區營運處處長)、張喜翔副處長多次現場勘查、鼓勵團隊,輸工處陳永源副處長亦到場給予關懷及支持。秉持著堅持不懈的態度,南區施工處同仁逐一解決各項施工挑戰,最終讓義竹變電所順利加入系統,成為台電第一座新建智慧型變電所。

放眼未來 智慧電力新時代

作為首座於IEC 61850通訊協定架構下完成新建的智慧變電所,義竹變電所將有助於整合後續興建智慧變電所的施工界面,包括規劃設計階段採用並行備援協定(Parallel Redundancy Protocol,PRP)網路架構,讓智慧變電所通信網絡變得更可靠,以及運用創新思維,建置模組盤、整合各家系統一致性,達到互操性功能。而南區施工處的施工經驗,標準施工工序的建置,與問題排除等,未來都能成為台電各單位實施IEC 61850監控架構之借鏡,減少系統錯誤問題發生、節省工期,提升施工效率,順暢銜接智慧電力新時代。

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