台電月刊 - 打開電力新視野

電網分散提升供電品質 產業與民生用電雙贏

730期

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過去,電力系統從電源到電網都相對集中,由多個大型電廠供應全臺主要用電。

沿中央山脈西側布設的超高壓電纜雙向融通南北電力,雖然是有效率的作法,但面對現在變化中的環境,風險卻也逐漸提高,因此而有「強化電網韌性建設計畫」的相關規劃。

電廠直供園區 提升用電品質

經濟部次長兼台電代理董事長曾文生表示,當代電網的發展趨勢是以分散取代過度集中的電網,以降低電網事故風險、提升電網韌性。以十年為期、總預算逾5,600億的「強化電網韌性建設計畫」中所規劃的多項工程,亦是依此概念為核心做規劃。

為了分散電網過度集中的風險,最重要的工程項目之一,就是布設電廠至園區的供電線路,系統規劃處副處長黃子成表示,「161 kV大潭~林口四回線工程」將大潭發電廠7、9號機電力通過這條高壓電纜送到林口發電廠,再從林口發電廠送電至新北產業園區及桃園工業區,其他如通霄發電廠及離岸風電直送新竹科學園區、台中發電廠及周邊離岸風電直供中部科學園區、興達發電廠可直供南部科學園區、橋頭科學園區、而大林發電廠則直供楠梓產業園區等。未來電廠電力直供園區後,將可釋放原本的饋線容量給民生及商業用電,對產業及民生用電都有正面助益。

甫於今(112)年6月全線加壓完成的「161 kV大潭~林口四回線工程」是分散工程中較早完成的特高壓輸電線路,自大潭發電廠開始,沿台61線西濱快速道路下方往北進入林口發電廠,橫跨桃園觀音、大園、蘆竹及新北林口四個行政區,全長約30公里。

輸變電工程處北區施工處處長張涵曦表示,過去大潭發電廠的電力主要送往龍潭超高壓變電所及周邊幾處變電所,再從變電所向外連結電網,「161 kV大潭~林口四回線工程」是台電第一條連接兩座發電廠間的特高壓電纜,將大潭7、9號兩部機組的電力,送往林口發電廠,再利用林口發電廠仍有餘裕的線路容量往新北產業園區及桃園工業區送電,同時林口發電廠的電力亦可透過這條線路往大潭發電廠送電,融通電力。「這條線路也是台電第一條串接兩座大型發電廠的161 kV複導體四回線,全線地下化,30公里的長度共有2段潛盾洞道、22段推管及93個人孔。」輸變電工程處北區施工處副處長王添福補充說明,由於全線在西濱快速道路下方,工程難度高,幸賴同仁不分晝夜趕工,才能如期如質完成。

「北區施工處基於『提升公共工程品質、改善民眾生活環境』的理念,採用統包方式持續精進工程技術,導入明挖管路模組化、確實調查地下管線、精準潛盾及推管鑽掘、加強洞道耐震與防水、確保公眾利益安全、應用建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)與QR-CODE智能科技等特色,在能源轉型的前提下,整合施工與製造流程界面,打造以人為本的工作環境,提升遠端監控及優化供應鏈。」輸變電工程處北區施工處經理林峰永自豪地說。他表示,由於台61線下方管線相當密集,有油管、天然氣管及電信管路,且圖資大多已過時,若採取明挖管道布纜,結果難以預料。最終決定二段長達2,155公尺路徑改採成本高出50倍的潛盾洞道布設纜線,「雖然洞道最深達25公尺,但因為經過溪流下方,有不少沈積的漂流木,而漂流木的纖維相當強韌,因此工程人員必須將漂流木鋸斷取出,一旦漂流木捲住機頭,就必須儘快停機處理。」大型礫石也是個挑戰,溪流下方有不少直徑超過一公尺的大石,必須將其碎裂後才能施工。漂流木與礫石的質地完全不同,漂流木堅韌,礫石堅硬,兩種混雜在一起,一度拖慢了工程進度。但是施工團隊愈挫愈勇,透過工班及同仁努力趕工,最後如期如質的完成。其中第二工區陸續榮獲優質獎、金安獎優等、地下管道技術協會優良工程特優獎、工程數位創新應用獎及綠色環保優良工地特優獎,更為本段線路增添光彩。

由於工期並不長,機電部分採取做好一段土建,就開始布放電纜,以爭取時效。「整段線路有超過2,000個接續匣,特高壓電纜的接續匣施工更是要小心謹慎處理。」輸變電工程處北區施工處經理李元平指出,接續匣作業時需要注意許多細節,例如作業環境溫度需在28度以下,濕度不能超過80%,「若水氣進入接續匣,會影響設備壽命甚至供電安全。」在侷限空間中作業時,需要注意空氣流通,必要時啟動空調,濕度高時則需要循環除濕。「地下是一個侷限空間,因此有許多工安法規必須遵守以避免可能的傷害。」輸變電工程處北區施工處外線高級技術專員楊肅瑟說,封閉的地下空間可能造成缺氧,甚至可能有一些會引起事故的因子,例如沼氣及粉塵,都是工班在施工時需要相當注意的細節,「對待電纜更是要像對待小嬰兒一樣,不能有絲毫損傷。」

除了工程難度高,施工期間也必須顧及在地民眾的觀感,「雖然全線地下化,但仍有部分直井設置在民宅前方,或工程車頻繁進出影響到附近居民,因此我們也相當注重敦親睦鄰的工作。」輸變電工程處北區施工處公共關係組經理董群軒表示,原本地方民眾反對本項工程,但在台電說明全線地下化的規劃後,加上積極參與地方事務,化解了在地居民對施工的疑慮,讓後續工程順利進行。

支持產業發展 布設專用道電源直供南科

「161 kV山上~三竹三回線」預計今(112)年10月至12月期間,每月以一回線方式加入系統,力拚12月底前三回線全數加入系統。輸變電工程處南區施工處副處長徐仁正說明這段線路工程時指出,是為了將民營電廠燃氣複循環發電機組的電力,引供至南部科學園區,以滿足日益成長的電力需求。

本段路線如以架空線路方式施工,將經過眾多私有地,可能影響併網時程,故採地下電纜方式埋設。其中第三工區穿越高鐵區段時,多次遭遇障礙物且南部科學園區圖資系統未顯示地下既設結構,經同仁調閱相關資料顯示,高鐵旁有彈性減振牆且鄰近遺址區域,經多次會勘後擬定以潛盾方式繼續施工。南區施工處線路一組經理張福元表示,由於施工路徑各段變化較大,因此在工程上綜合了明挖、推管及潛盾洞道方式完成管線布設。此外,路徑亦有部分道路為進入南科的主幹道,因此施工時刻意避開上下班時段,使交通影響降至最低。

綠能分散供電 就近使用

隨著再生能源案場陸續完工加入系統,台電正積極為再生能源布建相關電力設施,並就近直供地方負載中心。若以道路網的邏輯套用到電力網,就是近距離走省道,避免所有用路人進入高速公路導致壅塞,是最高效的作法,同時也能降低系統性風險。台電共計將布設17條再生能源專用省道及相關開閉所等電力設施,讓所有民間再生能源案場的電力都能及時併入電網,同時也降低來自各地的電源進入電網時,可能造成的衝擊。

南部地區是太陽光電案場蓬勃發展的熱點,台電早早就規劃並布建相關電力設施。輸變電工程處南區施工處經理翁松君表示,七股開閉所及將軍開閉所都是為了因應七股地區大量光電業者併網需求而設置。

「為加速進程,初期先於屋外設置變電設施,待加入系統後再搭建建築外罩,完成屋內化的規劃設計。」翁經理表示,為了儘快讓變電設施加入系統,將軍、七股及高樹三個開閉所都是採取先做變電相關設施,使其能於時限內加入系統,隨後再建造外部結構的作法。由於七股地區是太陽光電併網熱區,七股開閉所除了考量各案場併網之外,亦有台電「七股~南科四回線」及「七股~南濱二回線」需求,因此採用涵洞的方式將各個線路串連起來。由於涵洞數量及深度錯綜複雜,現場看起來猶如許多的白蟻洞穴,且形狀構造各不相同,易拆難裝,因此設計工程師特地利用3D技術建模,讓現場施工人員可以簡單理解設計圖。

七股開閉所原訂計畫僅有一年餘的時間完成,「簡直是不可能的任務!」翁經理表示,為確認現場施工工進符合進度,除每周召開進度管控會議外,現場亦利用無人機空拍照片回傳施工現況,確認進度無誤。在南區施工處採取全場緊盯,現場人員日夜趕工的積極配合下,如期加入系統,同時也協調完成相關太陽光電業者引入供電。

由於七股開閉所原工址為七股超高壓變電所預定地,當時即有附近居民抗爭而無法興建,因此於開工前即展開與當地居民溝通,召開多場說明會,並積極參與地方事務,展現台電關懷地方訴求誠意,使後續施工得以順利完成,再次不負使命。

高樹開閉所位於屏東縣里港鄉,係為高樹地區光電業者併網需求及強化電網工程而設置,與七股及將軍開閉所相同,先以屋外式電力設施設法供電,加入系統後再搭建建築外罩改為屋內型開閉所。高樹開閉所於初期階段即遭遇諸多挑戰,而無法讓民間光電業者能在預定時程內併網,「我們再三研商後提出替代方案,務必讓民間太陽光電業者能及時併網。」南區施工處變電二組變電設計課課長劉建呅表示,考量當地砂石、粉塵污染嚴重,南區施工處首次採用乾淨、安全之氣封型三端匯流排設備供業者臨時併網,這是相當罕見的作法。

高樹開閉所的戲劇性轉折不只如此,屬於輸電系統的南區施工處,配合屏東區營業處的需求,協助配電線跨越荖濃溪架線,建4回線沉箱基礎鐵塔6座、2回線大口徑樁基礎鐵柱2座,架線長度約2.4公里,整件工程看似單純,但因施設地點位於荖濃溪河川行水區河床,須配合避開雨季施工,施工便道一旦遭溪水沖刷損毀則必須重新施設後,才可繼續施工。此外,施工動線牽涉里港地區砂石業者交通,因此在施工動線與期程上,經多次協商才與業者及地方取得共識,順利完成施工。

與集中式電源及電網相較,分散式電源及電網可顯著提高電網韌性,當電網發生事故時,可以迅速斷開各區域電網之間的連結,避免讓事故向外擴散,而得以降低事故影響範圍,進而也可以縮短復電時間。過去的電網供電壓力及面對的環境都與今日有很大的不同,因此,各國在近年紛紛推動電網轉型,事實上,台電的電網轉型早已悄悄進行,只是仍在布建中,即因過去幾年裡的數次重大事故將電網議題推上了檯面。事件過後,台電新增了部分規劃、亦調整原訂工程的排程,加速電網分散進程,希望能讓民眾更有感。

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