台電月刊 - 打開電力新視野

供電調度如虎添翼 路園立變電所儲能系統典範

723期

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文|柯宗鑫 圖|輸變電工程處

瞄準再生能源的需求成長,以及電網應用的穩定發展,台電特別為此擬定裝置總容量至少達到160MW的儲能系統,並預計在民國114年完成。在去(111)年完成併網作業的路園變電所儲能系統,其裝置容量達20MW,不僅是國內第一座大型變電所儲能系統,興建過程與成果更極具指標性意義。

為協助穩定再生能源,台電再生能源處已規劃於台南鹽田光電站、彰濱光電站、彰工風電站及綠島等4個案場內設置不同功能運用的儲能系統。另外由輸供電事業部主導建置的部分,包含了路園變電所儲能系統20MW,以及預定於民國112年下半年完成的龍潭變電所儲能系統60 MW、冬山變電所儲能系統60MW等共計140MW。

首先完工的路園變電所儲能系統,係由台電與電池儲能系統整合商台普威能源合作建置,為臺灣第一座大型變電所儲能系統。從去(111)年8月展開併網檢查、9月試運轉後,又經歷了多項測試及驗證,順利於12月份正式加入全國電網系統。

台電選擇路園變電所來規劃建置AFC輔助服務儲能系統之考量,輸變電工程處變電技術組組長蔡曜鍠表示,「首先是用地空間充裕符合需求,具備足夠的空間場域安裝系統設備,同時亦考量增設併網設備的便利性高,所以路園變電所成為最佳選項之一。」

此外,有鑑於國際間發生過多起儲能系統釀災案例,因此以鋰電池為儲能載體的系統安全性屬首要之務,寬廣的空間區域可遠離既有的變電設備,配合採高標準建立全面性安全規範,以及針對儲能貨櫃設置的防護措施,將可有效防止事故意外的範圍擴大,避免干擾變電設施運作影響供電。

效能表現優異 增加供電調度彈性

路園變電所儲能系統取得多項全國第一的實績,在效能上表現十分優異。蔡組長介紹,「這些項目包含了功率、電能、實測效率、安全驗證、冗餘設計、智慧電網架構、AFC功能實測準確度等。」以功率、電能為例,前者達21MW、後者達33MWh,有助於台電規劃其他應用。

至於在實測效率部分,「在轉換損耗、輔助電能耗低的情況下,實測效率達到87%,高於既定標準85%的表現也令人稱許。」蔡組長進一步提到,「安全層面則是全案場皆通過國際儲能界公認規範UL9540的安全測試,同樣值得肯定;未來龍潭與冬山兩處的變電所儲能系統,則採用國際最新的標準安全規範IEC/CNS62933來進行安全驗證。」

另外,為增加儲能系統運轉可靠度,並促使建置裕度達到最高值,冗餘設計則是採用「N-1」的概念,讓路園變電所儲能系統通過連續運作720小時測試,成功達到可靠度100%的目標。蔡組長又指出,「這套儲能設施的監控系統系統當初即是以智慧電網(SMART GRID)標準,IEC61850為架構進行整體的設計與規劃;最後在AFC功能實測準確度,則因應再生能源特性,協助穩定供電、提供再生能源併網量,在頻率掃描與步階輸出/入等步階測試,也獲得優良的表現。」

路園儲能系統正式併網之後,帶來穩定供電的效益。除執行AFC穩定系統頻率、提高RE滲透率外,亦受惠於建置容量達33MWh的優勢,未來可在能量轉移方面,另外進行指令調度電能,以「削峰填谷」的模式,協助夜間、尖峰時段的電能提供,調節電能供需上愈加彈性。

協調各單位部門合作 成功樹立業界標竿

由於路園變電所儲能系統興建期間適逢新冠疫情,因此在施工人力調度上面臨不小的考驗。不僅如此,過去台電也未曾建置過20MW以上大型儲能案的經驗,所以無論是保護協調、通訊點位、系統衝擊審查、運維章則、調度章則、查驗竣檢程序、設計審查等細節,均需要跨單位、跨部門的密切合作。

蔡組長指出,「除了本處,更投入了系統規劃處、電力調度處、供電處、材料處、高屏供電區營運處、南區施工處及綜合研究所等單位的力量,以及台普威能源與設備原廠的協助,以順利導入新設備的操作應用。完工後的測試期間,更仰賴不少同仁不眠不休的努力,方能在預定時程完成併網作業。」透過本次的合作經驗,不但建立起儲能相關的標準作業程序,更使路園變電所儲能系統成為日後儲能工程案件的重要標竿範例。

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