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編者按：電力輔助服務的4大武器—需量反應、儲能系統(tǒng)、發(fā)電機組及自用發(fā)電設備，運用武器，結合電力調度上采取積極的策略，才能達到最大的效益。
我們常常談到再生能源發(fā)電的間歇性、不易預測性，以及電動車對負載的不易預測性，這些都是電力調度的最大挑戰(zhàn)，輕者會導致系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定、區(qū)域電網(wǎng)電壓變動過大；嚴重時可能導致輸電線路壅塞、區(qū)域電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、系統(tǒng)頻率驟降，引發(fā)低頻電驛動作卸除，影響供電可靠度。
工程師遇到問題，首先想的就是要怎么解決。活潑的再生能源和電動車對電力系統(tǒng)供需平衡與電網(wǎng)運轉產生影響？OK，那我們來看看手上有什么武器可以處理，以及什么時間進場處理，可以達到最大的功效。
這個武器，就是電力輔助服務。配置足夠的各類電力輔助服務，使系統(tǒng)發(fā)電及負載得以維持平衡、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間替電動車充電，我們也不怕。
電力輔助服務包括快速反應備轉容量（Fast Responsive Reserve）、調頻備轉容量（Regulation Reserve）、實時備轉容量（Spinning Reserve）、補充備轉容量（Supplemental Reserve）四種。翻成白話文的意思就是，當發(fā)電端或需求端突然有大變動時，我手上有其他的武器可以調度出來，上場打仗。
電力輔助服務的4大武器—需量反應、儲能系統(tǒng)、發(fā)電機組及自用發(fā)電設備
武器的來源其實并不多，一般包括需量反應、儲能系統(tǒng)、發(fā)電機組及自用發(fā)電設備。在之前的文章《政府要工商業(yè)大戶強制節(jié)電5%，是絕招還是沒招？》中，我們已經詳細介紹需量反應是如何透過用戶群代表（aggregator）在很短的時間內呼叫他的樁腳們開始降低用電量的。
至于儲能成功救援的最佳案例，就是特斯拉（Tesla）花了二個多月的時間在南澳州建置全球最大電網(wǎng)級100MW/129MWh的儲能電站（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。儲能的啟動速度可以比需量反應更快，只需毫秒就可以將它喚醒，在電網(wǎng)危急的時候立刻供電給電網(wǎng)，堪稱是神救援！
除了需量反應和儲能系統(tǒng)之外，其他的武器需要較長的暖機時間才能喚醒，例如我們在《用韓國瑜的養(yǎng)生邏輯搞懂為什么我們對能源的「創(chuàng)新思維」常常行不通》提過的抽蓄水力機組，他可以在收到并聯(lián)發(fā)電指令后3~5分鐘內進場救援，另外就是燃氣復循環(huán)機組，它可以在15分鐘內進場，兩者都是后期能提供大量電力的可靠武器。
電力調度的6大策略
有了這些武器之后，我們必須在電力調度上采取積極的策略，因為購買武器、保養(yǎng)武器和維護武器可都是要花錢的，要善加運用才能達到最大的效益，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，會細部展開下面六大電力調度策略：
1、建立電力市場機制，推出電力輔助服務：調度中心必須配置適量的各類電力輔助服務，使系統(tǒng)發(fā)電及負載得以動態(tài)維持平衡；另依國外調度中心運轉經驗，建議宜盡速建立電力市場機制，電力調度中心可透過電力市場取得必要的電力輔助服務，例如「自動反應型需量反應」等，因應大量再生能源并網(wǎng)和電動車對負載的沖擊
2、提高發(fā)電端和需求端的預測能力：我們應該運用科技，提高再生能源發(fā)電預測的準確性與重新調度程序，以及增加電動車充電負載變動的參數(shù)進系統(tǒng)中。理想上必須準確預測明天24小時的發(fā)電出力，電力調度中心在日前機組排程（Day-ahead unitcommitment）作業(yè)才能準確且有效進行。通常在前一天就要依據(jù)電網(wǎng)安全限制的要求，同時考慮各電廠各項環(huán)保限制進行次一日最經濟的機組發(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、完善電力調度控制機制與系統(tǒng)：臺電和再生能源業(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)電量日前及實時預測、監(jiān)控及調度管理等。
4、修訂再生能源并聯(lián)技術法規(guī)：再生能源并到電網(wǎng)，應該要遵守電網(wǎng)的游戲規(guī)則，不能只負責發(fā)電賺錢，其他的事情都推給臺電。設立好責任分界點，管制再生能源于責任分界點的負載變動率(ΔP)、電壓變動率(?V)、電壓/頻率穿越（Voltage& Frequency Ride-Through）、功率降載能力（Power Curtailment）、可設定之升/降載率（Ramp Rate Limitation）、調速機功能（Governor）等，減少對電網(wǎng)的沖擊，并透過費率機制鼓勵再生能源業(yè)者設置適當之儲能設施。
5、增加可快速喚醒的燃氣復循環(huán)機組：天然氣雖然有其他問題，但不可否認它是個動作迅速的武器，對于電力調度來說確有必要。
6、增加調度人力專責監(jiān)控再生能源變動，加強實時運轉控制：因應再生能源發(fā)展及電動車負載變動情境，加強電力調度人員相關訓練，針對各種可能風險進行定量分析、改善，并動態(tài)考慮特定的風險，包括：最大可能預測誤差、凈負載變動、系統(tǒng)慣性的質量與能量變化、輔助服務需求動態(tài)調整等。
工程師遇到問題，首先想的就是要怎么解決。活潑的再生能源和電動車對電力系統(tǒng)供需平衡與電網(wǎng)運轉產生影響？OK，那我們來看看手上有什么武器可以處理，以及什么時間進場處理，可以達到最大的功效。
這個武器，就是電力輔助服務。配置足夠的各類電力輔助服務，使系統(tǒng)發(fā)電及負載得以維持平衡、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間替電動車充電，我們也不怕。
電力輔助服務包括快速反應備轉容量（Fast Responsive Reserve）、調頻備轉容量（Regulation Reserve）、實時備轉容量（Spinning Reserve）、補充備轉容量（Supplemental Reserve）四種。翻成白話文的意思就是，當發(fā)電端或需求端突然有大變動時，我手上有其他的武器可以調度出來，上場打仗。
電力輔助服務的4大武器—需量反應、儲能系統(tǒng)、發(fā)電機組及自用發(fā)電設備
武器的來源其實并不多，一般包括需量反應、儲能系統(tǒng)、發(fā)電機組及自用發(fā)電設備。在之前的文章《政府要工商業(yè)大戶強制節(jié)電5%，是絕招還是沒招？》中，我們已經詳細介紹需量反應是如何透過用戶群代表（aggregator）在很短的時間內呼叫他的樁腳們開始降低用電量的。
至于儲能成功救援的最佳案例，就是特斯拉（Tesla）花了二個多月的時間在南澳州建置全球最大電網(wǎng)級100MW/129MWh的儲能電站（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。儲能的啟動速度可以比需量反應更快，只需毫秒就可以將它喚醒，在電網(wǎng)危急的時候立刻供電給電網(wǎng)，堪稱是神救援！
除了需量反應和儲能系統(tǒng)之外，其他的武器需要較長的暖機時間才能喚醒，例如我們在《用韓國瑜的養(yǎng)生邏輯搞懂為什么我們對能源的「創(chuàng)新思維」常常行不通》提過的抽蓄水力機組，他可以在收到并聯(lián)發(fā)電指令后3~5分鐘內進場救援，另外就是燃氣復循環(huán)機組，它可以在15分鐘內進場，兩者都是后期能提供大量電力的可靠武器。
電力調度的6大策略
有了這些武器之后，我們必須在電力調度上采取積極的策略，因為購買武器、保養(yǎng)武器和維護武器可都是要花錢的，要善加運用才能達到最大的效益，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，會細部展開下面六大電力調度策略：
1、建立電力市場機制，推出電力輔助服務：調度中心必須配置適量的各類電力輔助服務，使系統(tǒng)發(fā)電及負載得以動態(tài)維持平衡；另依國外調度中心運轉經驗，建議宜盡速建立電力市場機制，電力調度中心可透過電力市場取得必要的電力輔助服務，例如「自動反應型需量反應」等，因應大量再生能源并網(wǎng)和電動車對負載的沖擊
2、提高發(fā)電端和需求端的預測能力：我們應該運用科技，提高再生能源發(fā)電預測的準確性與重新調度程序，以及增加電動車充電負載變動的參數(shù)進系統(tǒng)中。理想上必須準確預測明天24小時的發(fā)電出力，電力調度中心在日前機組排程（Day-ahead unitcommitment）作業(yè)才能準確且有效進行。通常在前一天就要依據(jù)電網(wǎng)安全限制的要求，同時考慮各電廠各項環(huán)保限制進行次一日最經濟的機組發(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、完善電力調度控制機制與系統(tǒng)：臺電和再生能源業(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)電量日前及實時預測、監(jiān)控及調度管理等。
4、修訂再生能源并聯(lián)技術法規(guī)：再生能源并到電網(wǎng)，應該要遵守電網(wǎng)的游戲規(guī)則，不能只負責發(fā)電賺錢，其他的事情都推給臺電。設立好責任分界點，管制再生能源于責任分界點的負載變動率(ΔP)、電壓變動率(?V)、電壓/頻率穿越（Voltage& Frequency Ride-Through）、功率降載能力（Power Curtailment）、可設定之升/降載率（Ramp Rate Limitation）、調速機功能（Governor）等，減少對電網(wǎng)的沖擊，并透過費率機制鼓勵再生能源業(yè)者設置適當之儲能設施。
5、增加可快速喚醒的燃氣復循環(huán)機組：天然氣雖然有其他問題，但不可否認它是個動作迅速的武器，對于電力調度來說確有必要。
6、增加調度人力專責監(jiān)控再生能源變動，加強實時運轉控制：因應再生能源發(fā)展及電動車負載變動情境，加強電力調度人員相關訓練，針對各種可能風險進行定量分析、改善，并動態(tài)考慮特定的風險，包括：最大可能預測誤差、凈負載變動、系統(tǒng)慣性的質量與能量變化、輔助服務需求動態(tài)調整等。
原標題：電力系統(tǒng)的救援“神器”
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