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我們常常談到再生能源發(fā)電的間歇性、不易預(yù)測(cè)性，以及電動(dòng)車對(duì)負(fù)載的不易預(yù)測(cè)性，這些都是電力調(diào)度的最大挑戰(zhàn)，輕者會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定、區(qū)域電網(wǎng)電壓變動(dòng)過(guò)大；嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致輸電線路壅塞、區(qū)域電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、系統(tǒng)頻率驟降，引發(fā)低頻電驛動(dòng)作卸除，影響供電可靠度。

工程師遇到問(wèn)題，首先想的就是要怎么解決?；顫姷脑偕茉春碗妱?dòng)車對(duì)電力系統(tǒng)供需平衡與電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響？OK，那我們來(lái)看看手上有什么武器可以處理，以及什么時(shí)間進(jìn)場(chǎng)處理，可以達(dá)到最大的功效。

這個(gè)武器，就是電力輔助服務(wù)。配置足夠的各類電力輔助服務(wù)，使系統(tǒng)發(fā)電及負(fù)載得以維持平衡、確保系統(tǒng)穩(wěn)定，即使再生能源發(fā)電量瞬間減少很多，或是大家忽然都在同一時(shí)間替電動(dòng)車充電，我們也不怕。

電力輔助服務(wù)包括快速反應(yīng)備轉(zhuǎn)容量（Fast Responsive Reserve）、調(diào)頻備轉(zhuǎn)容量（Regulation Reserve）、實(shí)時(shí)備轉(zhuǎn)容量（Spinning Reserve）、補(bǔ)充備轉(zhuǎn)容量（Supplemental Reserve）四種。翻成白話文的意思就是，當(dāng)發(fā)電端或需求端突然有大變動(dòng)時(shí)，我手上有其他的武器可以調(diào)度出來(lái)，上場(chǎng)打仗。

電力輔助服務(wù)的4大武器—需量反應(yīng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組及自用發(fā)電設(shè)備

武器的來(lái)源其實(shí)并不多，一般包括需量反應(yīng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組及自用發(fā)電設(shè)備。在之前的文章《政府要工商業(yè)大戶強(qiáng)制節(jié)電5%，是絕招還是沒(méi)招？》中，我們已經(jīng)詳細(xì)介紹需量反應(yīng)是如何透過(guò)用戶群代表（aggregator）在很短的時(shí)間內(nèi)呼叫他的樁腳們開(kāi)始降低用電量的。

至于儲(chǔ)能成功救援的最佳案例，就是特斯拉（Tesla）花了二個(gè)多月的時(shí)間在南澳州建置全球最大電網(wǎng)級(jí)100MW/129MWh的儲(chǔ)能電站（Battery farm），電站建置完成后就馬上成功避免兩次可能的大規(guī)模停電。儲(chǔ)能的啟動(dòng)速度可以比需量反應(yīng)更快，只需毫秒就可以將它喚醒，在電網(wǎng)危急的時(shí)候立刻供電給電網(wǎng)，堪稱是神救援！

除了需量反應(yīng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)之外，其他的武器需要較長(zhǎng)的暖機(jī)時(shí)間才能喚醒，例如我們?cè)凇队庙n國(guó)瑜的養(yǎng)生邏輯搞懂為什么我們對(duì)能源的「創(chuàng)新思維」常常行不通》提過(guò)的抽蓄水力機(jī)組，他可以在收到并聯(lián)發(fā)電指令后3~5分鐘內(nèi)進(jìn)場(chǎng)救援，另外就是燃?xì)鈴?fù)循環(huán)機(jī)組，它可以在15分鐘內(nèi)進(jìn)場(chǎng)，兩者都是后期能提供大量電力的可靠武器。

電力調(diào)度的6大策略

有了這些武器之后，我們必須在電力調(diào)度上采取積極的策略，因?yàn)橘?gòu)買武器、保養(yǎng)武器和維護(hù)武器可都是要花錢的，要善加運(yùn)用才能達(dá)到最大的效益，少花冤枉錢。我在綠色創(chuàng)業(yè)家社群五月（2019）即將舉辦的小聚中，會(huì)細(xì)部展開(kāi)下面六大電力調(diào)度策略：

1、建立電力市場(chǎng)機(jī)制，推出電力輔助服務(wù)：調(diào)度中心必須配置適量的各類電力輔助服務(wù)，使系統(tǒng)發(fā)電及負(fù)載得以動(dòng)態(tài)維持平衡；另依國(guó)外調(diào)度中心運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，建議宜盡速建立電力市場(chǎng)機(jī)制，電力調(diào)度中心可透過(guò)電力市場(chǎng)取得必要的電力輔助服務(wù)，例如「自動(dòng)反應(yīng)型需量反應(yīng)」等，因應(yīng)大量再生能源并網(wǎng)和電動(dòng)車對(duì)負(fù)載的沖擊

2、提高發(fā)電端和需求端的預(yù)測(cè)能力：我們應(yīng)該運(yùn)用科技，提高再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性與重新調(diào)度程序，以及增加電動(dòng)車充電負(fù)載變動(dòng)的參數(shù)進(jìn)系統(tǒng)中。理想上必須準(zhǔn)確預(yù)測(cè)明天24小時(shí)的發(fā)電出力，電力調(diào)度中心在日前機(jī)組排程（Day-ahead unitcommitment）作業(yè)才能準(zhǔn)確且有效進(jìn)行。通常在前一天就要依據(jù)電網(wǎng)安全限制的要求，同時(shí)考慮各電廠各項(xiàng)環(huán)保限制進(jìn)行次一日最經(jīng)濟(jì)的機(jī)組發(fā)電排程規(guī)劃，如此才能確保次一日電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。

3、完善電力調(diào)度控制機(jī)制與系統(tǒng)：臺(tái)電和再生能源業(yè)者要一起合作建置「再生能源管理系統(tǒng)」，包括再生能源發(fā)電量日前及實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、監(jiān)控及調(diào)度管理等。

4、修訂再生能源并聯(lián)技術(shù)法規(guī)：再生能源并到電網(wǎng)，應(yīng)該要遵守電網(wǎng)的游戲規(guī)則，不能只負(fù)責(zé)發(fā)電賺錢，其他的事情都推給臺(tái)電。設(shè)立好責(zé)任分界點(diǎn)，管制再生能源于責(zé)任分界點(diǎn)的負(fù)載變動(dòng)率(ΔP)、電壓變動(dòng)率(?V)、電壓/頻率穿越（Voltage& Frequency Ride-Through）、功率降載能力（Power Curtailment）、可設(shè)定之升/降載率（Ramp Rate Limitation）、調(diào)速機(jī)功能（Governor）等，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，并透過(guò)費(fèi)率機(jī)制鼓勵(lì)再生能源業(yè)者設(shè)置適當(dāng)之儲(chǔ)能設(shè)施。

5、增加可快速喚醒的燃?xì)鈴?fù)循環(huán)機(jī)組：天然氣雖然有其他問(wèn)題，但不可否認(rèn)它是個(gè)動(dòng)作迅速的武器，對(duì)于電力調(diào)度來(lái)說(shuō)確有必要。

6、增加調(diào)度人力專責(zé)監(jiān)控再生能源變動(dòng)，加強(qiáng)實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)控制：因應(yīng)再生能源發(fā)展及電動(dòng)車負(fù)載變動(dòng)情境，加強(qiáng)電力調(diào)度人員相關(guān)訓(xùn)練，針對(duì)各種可能風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量分析、改善，并動(dòng)態(tài)考慮特定的風(fēng)險(xiǎn)，包括：最大可能預(yù)測(cè)誤差、凈負(fù)載變動(dòng)、系統(tǒng)慣性的質(zhì)量與能量變化、輔助服務(wù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整等。

 

原標(biāo)題：電力系統(tǒng)的救援“神器”