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【電力FAQ】再生能源「穩定」有譜,調度搭檔入列~

2019/10/28 |撰文:莊景勝(台灣經濟研究院副研究員) 點閱人次: 146

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再生能源雖具間歇性,可與其他機組配合維持電力供需平衡
圖片提供/seagul from Pixabay

想用乾淨的再生能源,但又擔心它的間歇性?
其實燃氣機組、抽蓄水力和配電能源管理系統都是跟再生能源互搭的小幫手!


再生能源雖具間歇性 可與其他機組配合維持電力供需平衡

為了減少溫室氣體的排放,大多數國家都致力於發展再生能源,我國也不落人後,甚至將推廣目標明定於新修正的〈再生能源發展條例〉中,用以宣示我國推動再生能源的決心。然而再生能源與傳統火力發電最大的不同點,乃是再生能源發電(太陽光電、風力發電)係利用天然資源來產生電能,由於天然資源具有間歇性與不易預測的特性(例如太陽光電在太陽升起至落下這段期間才能發電),因此再生能源發電設備併網後,也需要適時調整其他發電機組的出力以維持電力供需平衡。

以太陽光電為例,當太陽能發電設備裝置量達到一定規模後,太陽升起與落下時,系統就需要足夠的快速啟停或改變出力之發電機組來調節太陽光電出力的變化。此外,再生能源發電設備的出力容易受到天氣影響而改變(像是一片雲飄過光電板上方就會影響發電量),在發電預測上,相較於傳統發電機組,會有更大的誤差,所以系統需要能夠快速反應的機組來調節此誤差,維持整個系統電力供需平衡。


快速啟停的燃氣機組、抽蓄水力電廠 都可搭配應用

為了克服上述問題,系統需要更多能夠快速啟停或改變出力的發電機組,以調節再生能源發電出力的變化;這類機組一般多以水力機組或燃氣複循環機組為主,因此台電公司近年來的電源開發方案,多數規劃設置燃氣機組以因應未來的需求。此外,觀察國外經驗,另一個解決方式則是規劃較大型的電網級儲能設備,透過儲能設備儲存電能,在系統需要時進行釋放,以調節系統供需。然就目前而言,電網級儲能設備受限於技術與成本的考量,還未普及應用在電力系統中;但另一種變通措施,即是抽蓄水力發電,普遍受到各國的採用,台電近年來也提出相關研究,配合再生能源的間歇特性,調整抽蓄水力電廠的運轉時間,使再生能源得到最大的利用。


配電級再生能源管理系統 提升系統調度的強韌度

除了增加反應速度較快的機組之外,結合氣象資料加強再生能源預測準確性與強化區域性資源整合,也是另一種解決方案。尤其是區域性資源整合,藉由配電層級的資源管理系統,即時抓取所轄區域內再生能源的發電與負載資料,進行即時調控,可有助於減緩全系統調度的壓力,提升系統調度的強韌度,因此台電公司在近年也開始著手進行「配電級再生能源管理系統(DREAMS)」的研究。據台電公司表示,目前正著手建置相關系統,未來可以透過該系統,蒐集再生能源的發電資訊與負載資訊,即時調控太陽光電的智能變流器,調整發電設備的出力,維持系統供需平衡。

對於穩定供電的挑戰,台電公司近年來也提出諸多措施,例如規劃增加調度彈性較大的燃氣機組、配合再生能源的發電特性調整抽蓄水力電廠的應用、強化再生能源預測技術研究及建置區域性資源整合系統等,其目的都是希望將再生能源對系統的影響降到最低,同時維持再生能源最大供應量。台灣再生能源發展正透過更有彈性的機組調度、更具強韌度的能源管理系統,達成電力系統供電穩定平衡的目標。


關鍵字:再生能源,電源開發,能源管理

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