台電月刊 - 打開電力新視野

儲能應用多元 提升電網韌性穩定供電

715期

626
0
0

在台電的儲能規劃中,需於114年完成裝置總容量至少160MW的儲能系統,其中有140MW屬於輸供電事業部,包含路園變電儲能系統20MW、龍潭變電儲能系統60MW、冬山變電儲能系統60MW。今(111)年上線的是建置於路園變電所的儲能系統,預計最快可於8月併網。輸供電事業部建置儲能系統的主要目的在穩定電網,因此功能設定上以執行自動頻率控制(AFC)為主。

電網端儲能 路園變電所率先完工

109年3月,台電對經濟部提出建置儲能的規劃,原訂於112年陸續併網的計畫,時任經濟部長沈榮津指示提前至今年併網,因此各單位加緊趕工,高雄的路園變電所儲能自110年10月開始進行,即將於今年8月併網,前後不到一年,「因應時間提前,我們和廠商互相幫助、設法趕工,組員還曾在週日夜間11點傳訊息給我,說明施工圖審查進度。」輸變電工程處南區施工處變電二組經理翁松君說。

由系統規劃處做先期評估後開出興工單,接手的是輸變電工程處,負責案場規格規劃及發包。變電技術組組長蔡曜鍠表示,選擇儲能案場時以靠近變電所最佳,但必須與開關場保持安全距離,其次是變電所內是否有足夠空間。由供電處盤點出可用空間後,再視儲能容量等條件評估可行性,最後選擇了路園、龍潭、冬山三處。

路園變電所儲能的規劃比較特別,一般選擇建置儲能的場地,除了考量空間外,也會盡量選擇饋線仍有容量的地點,然而在盤點一輪後,卻選擇了饋線已飽和的路園變電所,因此在儲能確定於路園施工後,現場也同步建置變壓器及開關,電纜則由承包商於併網前引接。

「選在路園變電所主要是基於空間考量。」翁經理表示,路園變電所總共設置了12個長12米、寬2.4米、高2.9米的儲能貨櫃,另外還有搭配的控制系統,使用總面積超過2000平方公尺。此外還必須考量到案場施工時,可能影響變電所的安全問題,施工期間的揚塵、吊臂、器材堆置等,皆需小心留意現場安全性,因此需要拉出一定的距離,確保變電所的運作不受影響,「都市裡的變電所不太可能有這樣的空間。」

安全評估4階段 以高標準檢視

所有的儲能系統,於建置時都會有消防安全的考量,在國際間已有多起儲能系統致災的案例,「規劃儲能系統最重要的是降低災害風險,因此都是以高標準訂定相關規格。」蔡組長說明台電對安全的要求,安全評估分4個階段,首先是在承包商的計畫書中必須寫明所有元件規格及安規說明,其次是得標後要提送風險評估報告書,報告書中必須載明可能的風險及降低災害的方法,第三階段是安裝時必須按照所提計畫書進行採購及安裝,並確保按照核定的圖面施工,最後是進行安全及性能測試。「台電會逐一驗證安全性。」

儲能系統的主體是電池,即使同為電池儲能系統,也會因電池種類(鋰電池、液流電池、鈉硫電池等)及廠家設計,而有不同程度的差異。目前常見的鋰電池儲能系統是以鋰電池為儲能載體,透過電力轉換系統獨立進行電能儲存及釋放,再搭配多個管理系統組成,系統之間可能產生衝突,也因此需要更加注重安全問題。

路園儲能系統用的是磷酸鐵鋰電池,內部建置的管理系統分成兩大類,一為安全系統,另一為電池管理系統。安全系統包含儲能貨櫃內的偵溫與偵煙系統以及氫氣偵測器,若偵測到煙粒子及高溫,會立刻自動關閉所有通風道,如到達燃燒溫度會自動觸發氣霧式滅火器來截斷電池芯的化學反應;若偵測到氫氣濃度過高,會立刻自動開啟通風道,以風扇排出氫氣,以防止氣爆。電池管理系統則包含充、放電管理、溫度管理、安全開關管理、系統頻率及能源管理,可偵測電池芯的電流、電壓、溫度等是否正常。

龍潭變電所的儲能場址原本預定設在變電所內,但考量龍潭變電所為輸電核心,最後選在變電所旁、北區施工處的龍潭倉庫裡,而併網點還是在龍潭變電所。冬山儲能用地在變電所內,是最邊緣的地方,離開閉所有一段距離,因為位於變電所內,因此還會做額外的阻隔設施,如防火牆,以避免可能的安全疑慮。從場址規劃、施工,到每一個組件的把關,都顯示台電極為重視儲能系統及供電的安全。

金門實證績效佳 各離島續建儲能

除了本島正積極建置儲能案場之外,離島也有儲能規劃。

金門為智慧電網示範區,在古寧儲能案場建置之前,台電已在夏興電廠完成第一期長效型儲能及第二期短效型儲能系統建置,這套系統已明顯提升金門地區供電的穩定性。由於未來金門太陽能發電占比將逐漸增加,考量儲能與再生能源的搭配,因此再於古寧建置了長效及短效的複合型儲能系統,長效型可以4MW功率持續放電6小時,儲電量達24MWh,而短效型則是提供2MW功率調頻輔助服務,兩組儲能系統各司其職。長效型儲能可以透過能量轉移的方式,解決未來風、光發電過剩的情況,而短效型儲能則可提供因應發電機組跳脫的即時救援功能(ROCOF)、自動頻率控制(AFC),維持電網頻率穩定。古寧儲能系統預計今年完工,明年併網。

澎湖尖山亦將建置儲能系統,由於澎湖於今年初臺澎海纜建置完成後,已和臺灣本島形成一個大電網,兩邊的電力互相連動,因此也可以回應臺灣的電力調度需求。澎湖尖山儲能除提供自動調頻功能外,另提供發生孤島狀況時,供給重要饋線電能之功能。此外,馬祖珠山的儲能系統也委由輸工處負責建置,預計明年應可完工並運轉。

而配電處建置的儲能系統則以提供偏鄉地區穩定電能為目的,蘭嶼儲能系統甫於6月中旬辦理啟用典禮,因應蘭嶼觀光需求致供電可能不足而預做準備,此外區域型微電網儲能系統多由配電處負責建置。綠島的儲能系統則由再生處負責建置,裝置容量為2MW,預計於114年完工啟用。

盤點台電自行建置的儲能系統,可以發現不同的執行單位有不同的思維。輸工處與再生處建置之儲能系統,在功能應用上沒有太大差異,皆以加強電網韌性為目的,離島的儲能設施則因應不同的目的而設。

抽蓄水力 既是綠能也是儲能

「目前談儲能,主要是討論鋰電池儲能,但在台電,也將水力視為儲能方式之一。」副總經理蕭勝任表示,只要可以在用電需求低時,將多餘的電力轉換為化學能、動能、位能等不同型態儲存起來,再於用電需求時釋出,都可以視為廣義的儲能系統,而水力更具備了綠色能源的特質。

臺灣有大觀、明潭2座抽蓄電廠,共10部機組,裝置容量達2602MW,每天都在執行電能轉移的工作,利用夜間負載低時,將水抽到上池,於日間負載高時,放水充電,過去每日可能只需要一抽一放,而現在隨著用電需求拉高,增加到每日二抽二放。

除既有的抽蓄儲能,亦規劃利用石門及德基、谷關水庫,設置抽蓄水力電廠,石門抽蓄水力計畫44.2MW,預計121年12月商轉,大甲溪光明抽蓄水力計畫368MW,則預計於123年商轉。

代理董事長曾文生表示,當電網頻率遭遇事故,或是再生能源忽然發生劇烈變動,進而引起電網頻率大幅變動時,運用數套應變機制互相搭配,供電才能穩定,不能僅靠單一方案做為解方,這也是台電提前預見、並持續努力的方向;電池儲能系統為主的自動調頻功能可立刻啟動支撐頻率,接著由即時備轉的水力、民間緊急發電系統等,於10分鐘內啟動電力,最後透過火力機組升載、需量反應等機制,於30分鐘內接續供電。台電結合、開發各種可用資源,致力於穩定供電的使命,以專業的態度、務實的精神,繼續為每一日的供電平衡而努力。

相關文章

綠電時代 儲能撐起一片天

全球淨零排放趨勢下,臺灣致力於能源轉型,積極開發再生能源。然而,再生能源之間歇性及不易預測特性,將對......

儲能神助攻 即戰力與商機受青睞

傳統電力系統轉型為高占比再生能源系統時,必須面臨發電量即時變動性及夜尖峰供電需求之挑戰。以鋰電池為主......

再生能源與儲能並力 電能大挪移

111年6月中,由台電再生能源處建置的台南鹽田太陽光電(簡稱:南鹽光)儲能案場,密集做充、放電測試,......

2022擘劃零碳電力未來藍圖

邁向淨零排放已是全球各國全力推進的重要政策方向之一。台電自108年發布「台電環境白皮書」,其中即已明......

「電.零碳未來」的想像與實踐

4月26日下午,台電總管理處一樓大廳揚著優雅的弦樂四重奏,各界嘉賓、記者與台電長官陸續抵達一年一度的......

淨零排放新技術 混燒氫氨有效降低碳排量

今(111)年環境月最重大、且令人振奮的消息,便是台電與西門子能源公司簽署「混氫技術合作備忘錄(MO......