台電月刊 - 打開電力新視野

強固電網 汰舊更新多管齊下

719期

1054
0
0

在《強化電網韌性建設計畫》中,另一個重要的主軸是「強固」,其核心概念在提升設備安全性及穩定性,在這個大前提下,檢視電力系統中哪些面向可以提升電網安全及穩定性。從電網結構中的變電所、線路及儲能設施一一盤點訂定了三大面向「電網擴充更新」、「廣增儲能設備」及「變電所屋內化」,務求全面提升電網韌性。

「電網擴充更新」是為了強化既有電網功能,同時加速老舊設備更新升級及容量擴充的腳步,以提升供電品質及可靠度。「廣增儲能設備」為因應再生能源併網,提高調度彈性而達到穩定供電之目標。「變電所屋內化」則改善建築老舊外,更可降低供電設備受外在環境影響的機率。

電網擴充更新 加速汰換老舊設備

台電副總經理蕭勝任指出,台電有許多設備都已屆除役的年限,需要汰換更新以提升供電穩定度及可靠度,因此積極推動變壓器、老舊鐵塔及充油電纜的汰換。台電目前仍有許多充油電纜須加速汰換,以提升整個電網的穩定度,降低事故率。

此外,由於全臺電網大多曝露於開放空間中,因此需要定時巡檢、汰換設備,以維持穩定的供電能力。以台電的情況,調度處需依各電廠設備檢修時間安排全臺各區域可施工的期程,再由施工單位依時程安排各區工作及進度,於特定時間內完成工作。

以輸變電工程處南區施工處345 kV龍崎南~仁武線容量擴充為例,「這條線是連結大林發電廠及第三核能發電廠到龍崎變電所的重要線路,每年只有大約50天的時間可施作鐵塔改建及佈線。」南區施工處超高壓線路設計組機電設計課課長侯涼輝說明,如此重要的線路不能停太久不送電,因此一條線路全部更新完成都需要花上數年的時間。

這條線路全線從負導體導線更換為340超耐熱導線,「340超耐熱導線可以傳輸更多電力,但是線重會增加。」侯課長表示,因電纜線重量較原本的導線為重,因此支撐的78座鐵塔也必須全數更新,目前鐵塔已完成35座,還有43座待施工,鐵塔預計於114年全數完成,而佈線方面則從今年底分4個年度一一完成。

台電副總經理蕭勝任表示,在電網強韌計畫中,部分路線全面更新是為解決電網送電瓶頸。如龍崎南~仁武線更新後可以提升電容量,更多的電送到龍崎超高壓變電所融通南北電力,供電裕度增加,電網也會更穩定。

儲能好比電廠 穩定電網的神隊友

儲能系統運用於電業的時間不算長,卻展現了相當強大的功能,因此備受青睞,在這次電網強韌計畫「強固」項下,便列入廣增儲能設備一項,這項電業科技裡的新寵兒,究竟有什麼能力可以穩定電網?

儲能系統與再生能源的搭配幾乎可說是天衣無縫,電力調度處交易發展組課長徐唯耀解釋,為因應再生能源發展,必須設置許多新饋線,然而太陽光電的饋線利用率較低,因為光電滿載時段只有在陽光最強烈的正午前後,夜間則饋線的使用率為0,若要提高饋線利用率,儲能就可以利用白天儲存大量太陽能光電,夜間釋放回電網,不僅提高饋線利用率、轉移電能,也解決了部分電網壅塞問題,讓電網更為穩定。而風力發電方面,「風隨時會轉向,也許是半夜在很短的時間內就降到0或升到滿載,儲能系統可以降低再生能源間歇性對電網造成的衝擊。」

徐課長說明,「儲能系統就是一個無人電廠,可以幫台電解決再生能源變化與過剩的問題、夜尖峰電能移轉、也能在事故發生的瞬間出力。」徐課長表示,在人為調度模式還未來得及反應前,儲能系統就可以自動動作,先一步穩定電網。從電網強韌計畫所欲達到的目標「能在短時間下因應及恢復穩定運轉」來看,儲能就是穩定電網的神隊友。

極端氣候衝擊 台電提前因應

過去包含變電所在內的許多電力設施大多裸露於外,也因此易受外在環境干擾而影響到供電穩定度,許多在路邊的電力設施亦有相似的問題。例如今(111)年4月高雄東南水泥廠施工不慎,撞倒台電的高壓電塔即是一例。台電系統規劃處副處長馬偉富指出,配電網經常會因鳥、蛇、松鼠等小動物而故障,因此,加強更新裸露設備為被覆化設施,可以降低鳥獸碰觸危險。而輸電網則較易受雷擊影響,因此加強更新裸露設備,且輸電等級線路一旦受損,影響通常在十萬戶以上,幸而輸電等級線路通常是雙迴路,其中一線受損,還不至於造成太大影響。台電針對易受影響設施均加強防護,避免停電事故。

雖然從數據顯示,自民國101年至110年的10年之間,配電系統受損造成的停電事故大幅下降,輸電等級受損更低,約是每年數十例之譜,然而極端氣候帶來的威脅才是讓全球電力業者繃緊神經的重要原因,台電必須提前強固電網設施才能有備無患。

以臺灣近年氣候現象為例,極端氣候可能造成旱季延長,高溫增加對冷氣的依賴,同時卻因乾旱使水力發電停擺、供電風險提高,去(110)年5月間的大停電,水情不佳也是加重停電影響的原因之一。除此之外,老舊的電網設備較為脆弱,在極端氣候下容易受創,亦是台電近年極力避免的情況。

新設屋內多功能變電所 化解民眾疑慮

變電所屋內化是全球趨勢,由於科技進步,使變電所不再需要像以前一樣的大空間,有助於實現變電所屋內化及地下化。「以前的變壓器大很多,變壓器之間也必須預留比較大的空間,除了散熱的功能之外,也考量到萬一設備有突發狀況,比較不會影響到旁邊的設備。現在的變壓器縮小之外,安全性提高,因此可以改為屋內化變電所。」輸變電工程處北區施工處助理檢驗員鐘坤龍以大安超高壓變電所為例,描繪新型屋內化變電所的樣貌。

大安超高壓變電所座落於捷運忠孝復興站旁,是一座地下7層、地上16層的多功能變電所,不僅是臺北市內首座多功能超高壓變電所,也是變電所與商旅共構的首例,未來地上樓層將做為旅館使用。大安超高壓變電所連結松湖及深美兩座超高壓變電所,啟用後將成為臺北市中區的供電樞紐。

進入已配置好電力設施的地下樓層,內部空間共分為4隔間,「每個隔間都有氣體消防設施,萬一發生事故時,發生事故的機組會自動斷電,並於該隔間內噴灑潔淨氣體抑制火災。」鐘檢驗員解釋,潔淨氣體除了可抑制火災外,若被人體吸入也不會造成窒息,預防人員因吸入二氧化碳昏迷而有傷亡。此外,以水泥牆相隔,也可以防止發生事故時影響到相鄰的機組。

在建築結構層層包覆下,電磁波自然也被阻隔了。由於多數民眾對於變電所最大的疑慮是電磁波對健康的影響,因此台電也在官方網站上公開、即時顯示電磁波數據。另外,大樓的一樓空間除了是旅館入口大廳、咖啡廳外,也是回饋給當地的里民活動中心。總總細膩的設想,台電期望藉由多功能變電所改變民眾對變電所的既有印象,讓變電所不再是鄰避設施。

既設變電所更新 友善換取民意支持

位於臺北市文山區景隆街的萬隆一次變電所,是一座地下化多功能變電所,地下6層、地上15層,地下樓層為一次變電所,是台北一次變電所的替身,預計於民國113年6月,可將台北一次變電所的線路完全轉移至萬隆一次變電所,地上樓層則做為台電的辦公大樓。

台北一次變電所建於日治時期的臺北市郊,離市中心相當遙遠。隨著經濟發展,市區擴大,周邊的居民不斷增加,也逐漸形成了臺北市內有露天變電所的罕見景象。台北一次變電所原訂數年前即應拆除退役,「因為不能停止供電,所以先建好萬隆一次變電所,再將設備慢慢轉移過去。」輸變電工程處北區施工處領班蔡瑞忠表示,必須等線路完全移轉、萬隆一次變電所開始供電後,才會進行台北一次變電所的拆除作業。而台北一次變電所原本的空間捐出部分土地給臺北市政府做為公園用地,美化城市景觀外,於今(111)年11月間將打通一條12米寬的道路,方便里民通行。

然而即使台電持續導入新技術,屋內型變電所也大幅提升安全性並降低電磁波影響,民眾仍有許多的不安。以萬隆一次變電所為例,民國99年開始建造時,即遭到周邊居民反對,因此即使硬體結構已完工,線路仍無法遷移,一直到去(110)年台北一次變電所因設備過於老舊而造成事故,促使國人重視變電所更新議題。即使台電經過長時間的溝通,組團帶民眾參觀變電所內設施,並以設備及數據說明不需過度憂心電磁波對健康影響,然而短期內,變電所仍為民眾內心裡的鄰避設施,台電還需要更多時間與耐心,與民眾溝通化解內心的疑慮,才能獲得更多的善意與支持。

台電除了要面對外在因素,為求順利執行龐大的電網全面升級相關工程,內部也需要盤整資源。輸變電工程處處長廖俊峯表示,這次的計畫中,許多工程都與輸變電工程處有關,在有限的資源下,輸變電工程處必須妥善分配規劃各工程,並時時以各種方式支援第一線的同仁,從導入新技術到人力的調配,都需要費心思量。

綜觀《強化電網韌性建設計畫》因303停電事故而提出,目的在強化電網韌性,降低產業及民生的不便,提升短時間下因應事故及恢復穩定運轉的能力。

台電於半年內,全方位檢視電網相關設施,訂定「分散」、「強固」、「防衛」三個主軸,並梳理出十大面向,此時此刻正一一落實執行,希望未來能達到單一電網事故不再導致長時間、大規模的停電事故。這場十年之約,從過去集中電網轉換到分散電網,是項龐大的工程,本非一朝一夕能成,台電承諾加快腳步,也希望能獲得民意支持電力基礎設施的佈建。

相關文章

杜絕大規模停電 啟動十年電網強韌計畫

今(111)年9月15日,在經濟部次長兼代理董事長曾文生領軍下,台電召開「強化電網韌性建設計畫」記者......

十年投5,645億 為臺灣電網把脈 訂定強韌計畫

今(111)年303停電事故,凸顯出我國長期以來集中式電網已到了必須加速分散的時刻。為此,台電提出《......

五面向分散 全方位降低電網風險

完整的電力系統,包含電源、電網及使用端,過去與電力有關的討論,常把焦點放在電源端,今(111)年30......

設計驅動創新 藝術綻放在地關懷

美,是有力量的。透過美好的事物與細微的服務吸引人們的注意力,為企業從外而內帶來凝聚的能量,不屈不撓的......

設計、創新齊步走 台電與社會共創新價值

台電以超過一甲子歷史的國營企業,面對一個價值觀變動的時代,從過去威權時代,到民意高漲,再到網路社群時......

服務空間 美感躍進 老舊基隆區處改造從人出發

早期,一些民眾洽公的場所,內部空間設計與思考多是從機關的角度出發,而現在設計思考則有很大的改變,兼顧......