【世界電力新聞週報16】 淺談儲能系統功能及安全規劃

為配合政府能源政策，大量再生能源併網對電力系統造成衝擊，因再生能源發電具有間歇性及不易預測性，導致傳統電力系統需承受電壓、頻率不穩定或輸電壅塞，也為傳統發電配合負載之電力調度模式帶來極大挑戰。建置儲能系統可利用其快速充放電的特性，有效調節電力系統頻率。

隨著科技的進步，用電量迅速成長，穩定供電、友善環境與維持合理成本電價逐漸成為社會關切的焦點，包含電力系統自動化技術之革新或儲能等多元電源供給型態，均成為世界各國的重要發展趨勢，也降低了人們對於單一或少數電業提供電力的依賴，更使得潔淨能源逐漸成為企業及人民的重要選擇。

為了提供用戶穩定的電力，電力公司需要將電網的頻率維持在一定的範圍內，若電力系統頻率偏差過大，則會導致區域性的停電，甚至系統解聯或崩潰。而再生能源具有間歇性及不易預測性，導致傳統電力系統需承受電壓、頻率不穩定或輸電壅塞等過往鮮少遭遇的衝擊，也為傳統發電配合負載之電力調度模式帶來極大挑戰。

過去輔助服務皆由傳統火力及水力機組提供，其中燃氣機組和抽蓄水力機組都具有很好的調頻功能，由於傳統火力機組發電成本較低，目前仍是輔助服務資源的主力，然而傳統火力機組待命提供輔助服務時，須降低出力，間接使發電效率降低，且因經常併解聯機組，致運維成本增加。

台電為協助政府推動新能源政策，規劃建置智慧電網以因應日新月異的電力需求，其中儲能系統是透過物理或化學等方法實現對電能的儲存，並在需要時將電能釋放的裝置。由於儲能系統具有快速充放電的特性，可以透過調整充放電動作，達到平衡因負載變化而造成的頻率擾動。此外，與傳統的輔助服務資源相比，最大的差異性為反應時間，尤其應用在頻率控制方面，可用較少的容量建置等效反應時間慢而裝置容量大的傳統機組。儲能系統在穩定電網與提高再生能源的應用上扮演相當重要的角色，有效的儲能可以穩定再生能源輸出，降低再生能源對電網的衝擊，提高電力系統的使用效率及發電的經濟效益。

再生能源的高滲透率，容易對電力系統造成頻率擾動。因此規劃1000MW的儲能系統提供自動頻率控制功能，藉由儲能電池快速充放電的特性，使儲能系統隨著頻率波動調整充放電動作，以維持系統頻率穩定；台電規劃自110至114年逐年自行建置路園一次配電變電所、龍潭超高壓變電所、冬山超高壓變電所及台南鹽田光電站共160MW儲能系統，以及採購840MW之輔助服務，需求量將隨系統需求滾動檢討，以達成電力系統頻率穩定之目標。

由於近年韓國儲能系統發生多起火災事故，事故主要原因為保護系統不足、運轉環境管理不佳、儲能管理系統欠佳等，選用安全的儲能設備便是一項重要的課題。為了防範火災發生，目前台電針對電池儲能系統已訂定相關技術規範，要求廠家提供的各項儲能元件需通過歐洲（IEC）或美國（UL）兩大體系之安全標準，且為了降低安裝過程、測試及後續運維風險，台電公司技術規範要求承攬商應針對儲能系統風險管理及防火安全提供相關書面報告，使儲能系統在安裝、維護、操作的過程中降低致災的可能性。

儲能系統安全規劃六大重點：

一、採購的各項設備需符合調頻輔助服務dReg0.25、dReg0.5、sReg的整體規範之規格，或是參考變電所儲能系統技術規範ESS-1。

二、選用安全的儲能系統為首要考量，除了須通過各項國際安規認證之外，儲能系統服務商也需有營運的實績經驗，才能於安全、電池效率的兩端平衡下，提供各項保護措施。

三、建議選擇電池保固10年或循環次數3600次以上的產品。

四、儲能貨櫃內每一處溫差不超過10˚C，各電池輸出電流/電壓差異性不超過20%，才能維持儲能系統長期一致性，有效保證儲能設備壽命超過5年後還可做到初始之充放電效率。

五、儲能系統需記錄電池及電池模組的溫度、電壓、電流，並針對超標模組進行故障警示，跳機保護以確保系統運作安全與效率。

六、儲能系統之通訊協定為IEC 61850，與台電遠端調度中心之通訊協定為DNP3.0或IEC61850。系統與台電遠端調度中心通訊架構為台電專線內網並無連接至外網，無資安之疑慮。若儲能系統需連網將運轉資料傳送至國外數據中心進行系統最佳化時，即有資通安全疑慮，後續可導入IEC62443工業控制系統資訊安全防護基準以有效取得平衡點。

儲能設備雖然對再生能源有極大的助益，然而現階段國內對於儲能設備的相關法規及驗證能量尚在發展中，在國內相關法規完善前的過渡時期，建議設置者可多方汲取國外經驗，引用既有的國際標準，投資發展儲能產業的同時，也需兼顧安全性考量。

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