台電月刊 - 打開電力新視野

金門每兩度電即有一度是綠電

智慧電網示範島再添新猷

724期

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文|柯宗鑫 圖|塔山發電廠、公眾服務處

身為我國智慧電網的重要示範區域,金門地區不只完成了智慧電表裝設率達到百分之百的目標,近年來隨著再生能源、儲能設施的陸續布建,亦於日前創下綠能滲透率超過五成的新高紀錄。

今(112)年228連續假期,金門正逢氣候宜人、溫度涼爽的日子,當地最大的工業用電戶金門酒廠,也因假日處於停機狀態,在民生、工業用電需求相對較低的條件下,創造出再生能源滲透率的歷史新高。金門塔山發電廠廠長楊清煌表示,「當日全島用電負載量約計3萬度,由於當日天氣良好、風力旺盛,太陽光電發電量約11,000度,風力發電則是滿載4,000度,促成綠電占比突破半數,約達52.25%的新紀錄。」

目前金門地區的兩個發電廠塔山及夏興,共有16部柴油機組輪流運轉配合調度,楊廠長強調,「在綠電成為金門電網基載的情況下,電力調度作業須更加謹慎,考量到天候影響太陽光電發電量的因素,由柴油機組進行配合補足升降載,如創紀錄的當天,就僅啓動4部柴油機組。」

他進一步說明,「雖然4部柴油機組滿載運轉可供電達30MW,但通常是只有半載狀態,以配合綠電發電量進行調度,來維持金門地區的穩定供電。此外,除了柴油機組,夏興發電廠的一期、二期儲能系統也同步在線上備轉。像是透過功率型儲能設施,因應系統頻率出現瞬間驟降的變化,提供快速、即時的支援,減緩系統擾動問題;倘若遇到長時間能量不足的情況,則可透過能量型儲能設施,採『削峰填谷』的支援機制,輔助整體電力系統穩定、可靠的持續運作。」

金門電網調度 高自主性靈活變通

臺灣本島擁有345kV、161kV、69kV、22.8kV、11.4kV等較完整的電壓階層,達到保護、協調的目的較為容易;但金門電網的電力系統架構僅有輸電線22.8kV、配電線11.4kV,屬於淺碟型電網,所以每一個環節的變化,都容易對整體電網帶來非常大的影響。塔山發電廠儀資課課長黃志鵬表示,「假如線路出現擾動,就容易波及發電機組,進而造成系統不穩定。」此外,金門屬於獨立、自主供電的電網系統, 所以塔山發電廠變成兼具發電、調度等作用的單位,並且要掌握負載頻率的變化趨勢,隨時準備足夠的措施,因應負載的變化。

黃課長說明,「當太陽光電強的時候,如在早上九點以後的時段,柴油機組則要配合降載、解聯;大約從下午四點開始,太陽下山後則要起動機組、併網發電,供應用戶足夠的電力。所以,因應金門電網目前將再生能源作為基載電力,柴油機組即轉變為輔助角色,配合電力調度進行啓動、降載,達到穩定供電的目的。」

不過,也因為柴油機組進行升降載、啓動次數過於頻繁,進而增加維護成本。他舉例說,「這牽涉到機械方面的熱應力平衡,如同開車的速度穩定,行駛就會順暢,如果油門、剎車反覆進行,便容易增加損耗。」另一方面,機組的發電效率也因配合再生能源而調整,通常發電機組負載越高、發電效率越好,但有了再生能源的加入,4 部柴油機組負載則會降為一半,發電效率也隨之變動。

然而從長期來看,不只為因應能源轉型、淨零碳排的政策,黃課長表示,「儘管短期內會有上述的狀況須要面對,但考量到目前燃料供應都須從國外進口,綠能若穩定發展,將可有效降低對於進口燃料的依賴性,提高發電自主性,所以發展綠電應從長遠的角度來做全盤思考與規劃。」

新儲能案場 電網調度神隊友

此外,隨著古寧儲能案場即將完工併網,對於金門地區的穩定供電,預期將可帶來更多助力。黃課長介紹,「古寧儲能案場同樣具備功率型的短效儲能系統,以及能量型的長效儲能系統。首先功率型的容量為2MW,等到日後加入系統調度後,金門電網在即時救援的量能總計將可達到4MW,相對可提高柴油機組的穩定性,減少意外產生時對於電網的衝擊,也能對運轉機組數量也可以在排程方面進行更有利的調整。」

至於在能量型的長效儲能系統則有4MW之多,他談到,「整合現有的1.8MW之後,一方面在『削峰填谷』的量能獲得提升,同時亦代表金門電網將可容納更多再生能源加入系統併網,這是我們超前部署規劃古寧儲能案場的主要原因。因為若有更多的儲能設施,即可推動更多再生能源的發展,也能避免發生『棄風棄光』的窘況。」

全島智慧電表 掌握風光數據

金門從民國106年開始推廣智慧電表之後,至108年底,已完成3萬多家用戶的全面更換,智慧電表裝設率達到百分之百。黃課長說,「不過,三萬多家用戶的資料,需要較多時間進行分析整理,因此在電量預測主要運用在後續的交叉比對。」金門電網現行針對再生能源的負載預測系統,風力機組採界接中央氣象局預報資料,提早24至48小時的預測數據;太陽光電則是在金門地區的主要發電廠、開關場等場域設置照度計。透過測量數據,結合太陽光電場的申請併網量,即可透過推估的方式初步得到太陽光電的發電數據。

儘管推估與實際會有落差,但可在日後藉由智慧電表得到的數據進行交叉比對,用來精進預測系統參數,進而獲得更貼近實際發電量的數據,促使預測系統愈加準確,並作為控制室在機組調度、運轉排程的參考資料。這即是廣設智慧電表之後,為金門電網的調度策略帶來的重要幫助。不只是電廠端,黃課長也說,「運用智慧電表,用戶端也能審視用電狀況,調整用電習慣,達到節省電費支出的目的。」從綠電、儲能與智慧電表等成果,已然展現出金門身為智慧電網示範島,提供臺灣本島眾多借鏡之處。

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