〈工業技術與資訊〉強化電網韌性刻不容緩

工研院電網管理與現代化策略辦公室主任劉志文。(圖:工業技術與資訊月刊)
工研院電網管理與現代化策略辦公室主任劉志文。(圖:工業技術與資訊月刊)

撰文/工研院電網管理與現代化策略辦公室主任劉志文

5 月 13 日、17 日短短 4 日內,臺灣發生兩次大規模停電,總影響戶數超過 500 萬戶,凸顯我國電網仍有隱藏脆弱點,以致電網韌性不足,無法落實風險管理,影響整體電力系統的穩定性。工研院電網管理與現代化策略辦公室主任劉志文,特撰文呼籲應加速智慧電網建置,分散供電風險,達成穩定供電。

5 月 13 日下午 2 時 30 分過後,全臺發生無預警輪流停電事件(513 事件),影響所及區域包括新北、臺北、臺南、新竹、苗栗等地區。初步了解,主因是人為操作不當加上防呆機制失靈所致。沒想到 5 月 17 日由於用電量超過預期,排定歲修發電機組無法支援,在缺乏備援機組下再次分區停電(517 事件)。面對兩次大停電,我們必須對症下藥找出改進方法,其中,強化電網韌性的工作刻不容緩,因為優秀的電網韌性,能夠在發電、輸電或配電端出現變動時,盡快預測與恢復,以穩定供電。

強化手法包括加速建置智慧電網的腳步,透過分散式電源的架構設計與虛擬電廠的建置,來分散供電風險、數位化 AI 技術進行電力系統體檢找出系統盲點,多管齊下提高我國電網的韌性與穩定,進而達到最佳電力管理與供電穩定。

智慧電網強化風險管理

首先,智慧電網絕對是強化電網韌性的重要管道,所謂智慧電網,指的是透過資通訊的應用來達到最佳化的調度與風險管理,例如 AI 人工智慧自動化與儲能的技術等應用,都是提升智慧電網韌性的關鍵。

此外,智慧電網還具備「雙向溝通」的功能,可進一步將供電及用電量數據可視化,並透過大數據分析,歸納出突發狀況或天災發生機率與嚴重程度,以便進行相對應的電力設備投資與管理,像是準備快速反應的發電機組與儲能設備,以因應突發狀況,並明確訂出風險控制的標準作業流程(SOP),當天災造成斷電時,可以立即反應縮短斷電時間,同時可利用例行發電機組歲修時,根據機組健康程度,滾動式檢討機組大更新的必要性。

分散式能源 有助分散風險

智慧電網可讓輸配電調度更聰明靈活,但想要達成此目的,在電力管理上,也需要導入風險管理的概念,將風險分散。目前國際間的能源趨勢,也從過去「分久必合」走向「合久必分」的趨勢,漸漸從集中式的電廠,走向分散式的能源資源設置(Distributed Energy Resources;DER),例如設置公民電廠、太陽能(Photovoltaic;PV)、儲能系統、需量反應、電動車充放電等資源,都是分散式能源的實踐,也象徵電力來源不再只是電業機構專屬,私人企業甚至一般民眾,都有機會可以成為重要的零碳電力供應者。

其中,DER 更因其具有分散風險特性,還可降低急遽氣候變遷對電網的影響,並因其可尋覓臨時電源設置地點的機動性,可延緩增設輸配電設備與變電所的成本,以及避免電力傳輸損失等社會經濟效益。

發展虛擬電廠 強化能源調度

分散式能源需靠網路調度技術,例如虛擬電廠技術(Virtual Power Plant;VPP)協助穩定發電;其最大的特色是有具備如傳統電廠的穩定發電效能,在國際間也蔚為風潮。以德國為例,德國企業 Next Kraftwerke 已成功運用 VPP 技術整合約 10,000 個 DER 資源,擁有 8.4GW 發電容量(相當於 3 座核四電廠容量),參與德國電力市場。借鏡國際的經驗,相對在臺灣亦有發展虛擬電廠的潛力,一方面由於臺灣有豐沛再生能源資源,再加上國內有厚實網路資通訊技術,另方面我國電力市場也正逐步開啟,可讓更多民間資源可參與電力市場。

不管是智慧電網、分散式能源、虛擬電廠等強化電網韌性、風險管理作為,在在顯示,現今供電穩定不只是電業機構的責任,更需要政府大刀闊斧積極投入資源發展,從 513、517 兩次大停電吸取經驗,積極透過智慧電網加強韌性,強化電網風險管理的設計,才能讓電力達到最佳管理的目標。另外,用電方也不再只能再置身事外,而是能夠透過參與需量反應,於尖峰用電時減少用電,讓電力系統調度更靈活,同時還能獲得獎勵補助;或是在住家安裝太陽能、自主節約能源等方式,成為分散式能源的一環,與發電方共同為供電穩定盡份心力。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 353 期 2021 年 7 月號,未經授權不得轉載。

 


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《工業技術與資訊》月刊,現為工研院發行之全院性對外出版品,刊物發行於1991年,目前每期發行數量約為6,000份;對象含括全國具研發單位的中小企業、立法委員、政府官員、媒體等。

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