台電月刊 - 打開電力新視野

綠能估算結合需量反應 穩定供需

736期

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當再生能源併網數量持續增加,同時也因再生能源有間歇性的特性,為了穩定電力系統,讓供應與需求端兩邊維持平衡,就需要啟動儲能等多項在電力交易平台上的輔助服務,幫助再生能源達到永續供電的目標。

善用科技力 GEMS助找出光電實際發電量

除了儲能等輔助服務協助電力系統穩定調度外,太陽能發電量即時推估系統(Green energy Estimate Monitor System, GEMS)也成輔助估算太陽光電實際發電的重要工具,增加系統可信度。

過去太陽光電發電狀況需要仰賴案場回傳,台電自身的案場都有相關機制,但隨民間開始大量裝設太陽光電設施之後,依過去的〈再生能源技術要點〉中規定,只有超過1,000瓩以上才要傳輸資料,部分民間案場大小未達需回傳的門檻。台電副總經理吳進忠表示,如果只有一個案場的資料沒有回傳,對台電來說看似影響不大,但當全臺案場如雨後春筍般出現,沒有回傳資料的小案場們,累計起來就相當驚人,尤其是無法掌握實際發電狀況下,對台電來說便增加調度上的挑戰。

當天氣預測與發電量連結後,只要小範圍出現烏雲,就會影響發電量,並隨著案場密度提升,影響也會更加顯著。根據統計,過去在舊制上,相當於有98%的案場都沒有回傳機制,為了避免無法掌握的狀況擴大,後續經濟部能源署也修訂相關規定,降低新增設的案場必要回傳資料的門檻,透過修改規則後,未來掌握光電發電量的能力會逐步提升。

另外台電也從開發GEMS系統著手,利用區域內已知的太陽能案場發電實際狀況的資訊,因區域內的太陽光電板數量是固定的,靠著大案場回傳資料來推估沒有回傳資料的小案場發電狀況,並加上距離等因素進行調整,後續結合業務處的智慧電表資料,在經歷一整天的發電後,可以得到預估及事後交叉比對的狀況,對於整體電網來說有一定的可信度。

吳副總經理舉例,在夏天炎熱的時候,常會發生午後熱對流快速發展的狀況,一下子天空烏雲密布,小範圍的發電量便立刻往下掉,會直接反應在相關數據上,因此GEMS就可以在1至2小時前就開始看到相關數字變化,有助於系統進行調度,甚至後續串連用電大戶適時的減少用電,彼此相互配合。

資料來源:台電電力調度處

電力交易平台多元服務 助再生能源併網穩定

在各項預測及輔助工具幫助下,讓現在太陽光電的發電狀況,有日前預測、小時前預測等不同的參考數據,經過整合、由人工依經驗調整後,可以讓機組提前做好排程,在有需要的時候進行升降載,同時再配合儲能設備及民營電廠,加入電網調度配套措施啟動需量反應,因此整體電力系統調度已經與過去有大幅度的改變,所以增加新的電力支援設備協助電網維持平衡便更為重要。

吳副總經理解釋,現在電力系統很容易遇到的狀況是,當預判再生能源發電量大於實際用電量的時候,勢必就要減少火力、水力等一般機組的發電量,提前調度進行降載;而在目前的調度模式下,抽蓄水力機組已將可發電量改為8成以上用在夜尖峰時段,讓電力絲毫不浪費;於此同時,也會視系統負載讓儲能進行充放電,使整體調度更為平穩。

電力調度處交易發展組組長徐唯耀說,台電很早就開始作需量反應,現在電力交易平台上有更多的資源,透過負載管理等措施,讓需量反應接受調度。由於儲能具秒級的反應速度,大大降低再生能源的間歇性帶來的問題,這是未來電力交易平台上會持續大力發展的一塊。

以目前的狀況來看,電力交易平台上有許多輔助服務,包含調頻備轉容量當中有動態調頻(dReg)、靜態調頻(sReg),另外還有電能移轉複合動態調節備轉容量、即時備轉容量、補充備轉容量等項目,總計資源態樣合計已經超過1.2GW,相當於夏天的備轉容量率接近3%,對於系統穩定度有很大的幫助。

徐組長解釋,過去的需量反應是在用電高峰的時候進行用電轉移,達到抑低尖峰用電目的,接下來進入配合再生能源發電的時代,利用資通訊調度技術使需量反應可配合即時的用電需求,在短時間內反應並做出用電調整,讓能源的供應狀況有更高度的控制。

業者揪團參與電力交易 綠電化身供電救火隊

為了有更好的控制及反應,電力系統商會組隊參與電力交易,徐組長指出,現在有出現代表用戶的聚合商,結合像是冷凍空調、醫院等等有電力設備的用電戶,在系統有需要時,冷凍設備就立即停止用電,或是醫院啟動緊急電源投入發電,可以提供系統更多的電力來源,而不同的用電戶有不同的用電特性,因此組合出不同的搭配再生能源方案。

至於在傳統的需量反應上,則會在前一天看供電及用電預測,在有需要的時候提前跟用電戶說明,等待指令進行減少用電,這些也都是現在穩定電力系統的壓箱寶。

綠電持續增加,對於電網系統的影響度也逐步提高。徐組長表示,光電發電量從中午隨太陽運行位置開始落下,就逐漸減少;因此輔助服務大多會在下午啟動,以即時銜接發電量,增添綠能的靈活調度。

支援電網平衡的螞蟻雄兵

近期由於國內電動車產業發展相當快速,電動機車的電池交換站也一站接一站的開,這些站體也成了協助電網即時調控的重要節點,在電力系統有需要時,可以立即減少用電,未來還可能反向回充電,成為雙向電力平衡的重要資源。

徐組長說,國內的Gogoro電動機車有許多電池交換站,其中已有超過500站電池交換站點通過台電輔助服務測試,當電網頻率不穩時,可以瞬間減少換電站用電,及時提供助力,這些站點累積起來,也相當於數MW的容量,對於系統有很大的幫助。

未來這些換電站或者是充電樁也可能成為虛擬電廠,徐組長解釋,目前這些新興分散式電力資源都算是初期發展階段,只有單向充電功能,因此現階段只能做到停止充電,待未來廠商開始投入雙向回充電時,不僅可以減少用電,甚至還可以反向輸送電力給系統,未來可持續關注電力產業發展。

科技好眼力 坐鎮調度見招拆招

吳副總經理表示,現在透過需量反應、電力輔助服務、太陽光電實際發電估算等多項工具,讓電力系統多了很多「眼睛」,幫助調度員看到各種變化,讓未來電力調度有更多可用的工具,面對電力系統出現各種變化時,能快速且穩定的解決問題,進一步提升供電品質,這對所有用電戶來說,會是很長遠的改變。

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