面對自然災害停電跳脫,儲能系統是電網强韌的關鍵

面對自然災害停電跳脫,儲能系統是電網强韌的關鍵

近年來極端氣候的頻頻發生,而再生能源也反覆衝擊著電網。如何確保電網能夠經得起新考驗,且異常電網能快速恢復至關重要。也就是電網強韌計畫的基礎概念。

就在上個月4月3日上午7:58:09台灣花蓮地震發生,電網上的多部機組跳脫,覆蓋容量相當於中火6部機組。根據經濟部能源署公佈的數據(如下圖所示),其中第一波機組在0.5分鐘內跳脫,頻率下降至59.7HZ(-0.25HZ),第二波機組在1.0分鐘內跳脫,頻率下降至59.5HZ(-0.50HZ),電池儲能系統在1~10秒內快速響應發電0.5GW,穩定電網頻率,水力發電能在3~10分鐘內抽蓄接續發電2.1GW,對電網頻率、電網電壓進行支持。傳統機組與再生能源在1小時內增加發電5.4GW,等待機組陸續回歸。阻止電網形成低頻卸載將造成大停電的發生。而921大地震當年並沒有電池儲能可以快速響應穩定電網,所以在各機組反應不及時就達到低頻卸載的條件。同時各機組之間的通訊與調度也與今日有相當落差。才會進而導致電網崩潰的全台大停電。

圖片來源: 經濟部能源署

圖片來源: 經濟部能源署

併網型、構網型儲能系統是穩定電網的關鍵

目前,儲能系統其快速回應、持續輸出和靈活調節的特性已使其成為電力系統中不可或缺的組成部分, 通過提供快速的頻率穩定、電壓維持和有效的移轉負載管理,儲能系統可以在面對突發事件、負載波動或其他挑戰時,迅速調整電力供應,維持電網韌性的穩定性和可靠性。

圖片來源: 經濟部能源署

它在電網強韌上有許多角色可以參與,如上圖所示,首先是強化電網韌性,即線路上的電網饋線不足時,儲能可以替代成虛擬饋線的建立;再則是電網端儲能,即電網上電力過剩過少與電網上負載過多過少之時可以透過儲能的充電放電進行調度;還有則是發電端儲能,即發電與負載之間的平衡,電力過剩就可以進儲能儲存,電力不足就可以進行儲能釋放。

台灣儲能系統市場 儲能應用多元

儲能系統的應用場景多元,根據其所處位置和功能需求的不同,設計和用途也會有所不同。例如,在發電端,它可以與太陽能和風力發電系統結合,儲存白天再生能源產生的電能,並在夜間尖峰期將電能釋放出來供應電力需求。據能源局預測,今年年底將有大約500MW的光儲系統投入運營。

在電網端,儲能系統的主要任務是穩定電網頻率,緩解再生能源對電網的衝擊,同時也具備電能轉移的功能。已經建成並投入電力交易平臺的儲能系統約有1100MW,而申請和審查中的項目總量超過6,000MW。鑒於以dReg(單一調頻功能)為主要功能的儲能系統發展已超過目標值,目前dReg儲能的申請已經暫停受理,但sReg和E-dReg(調頻+電能移轉功能)儲能仍可繼續申請。

 

圖片來源: 經濟部能源署

在用戶自設端,自設儲能系統可以進行契約容量的調度控制。1. 抑制尖峰用電負載。抵銷超約用電的負載,避免超約用電的發生。2. 拉高離峰負載,使用離峰電價,取得時間電價差。3. 有效率管理電費。削峰填谷轉移負載尖峰與降低契約容量。4. 增設虛擬饋線虛擬電廠。可同時段額外超量用電,又不會超約用電。5. 斷電下的微電網。遇上電網極端不穩定下,形成自主獨立電網與穩定電網。

另外一個模式則是預期性需量反應(義務型時數型、累進回饋型)與需量競價(經濟型、可靠型、聯合型),非預期性需量競價(台電緊急採購) 。這些可以有效折抵電費。

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