2016年3月16日 星期三

綠能?輸電系統吃不消


與火力或核能不同,風力或太陽能都屬於靠天吃飯的不穩定能源,或稱之為不可調度能源(Un-dispatchable energy)。

目前台灣輸電網之建置都是依火力及核能等可調度電力而設立,未來如果電力系統加入大量不可調度之再生能源對輸電系統會造成很大的衝擊。

上月(1052月)台電工程月刊就有一篇論文研討此一重大難題。該論文題目為〝未來再生能源大幅增加對台灣輸電系統影響及因應策略研究〞。該論文為台綜合研究所及三所大學共同研究成果。在研究過程中,大量收集國外針對太陽能及風電之併網規範,論文共20頁,極為技術性,本之僅將該論文併網規範需考慮之需求臚列如下供讀者參考僅由這些規範考慮之廣,大家即可約略知道大量引進再生能源對輸電系統是何等艱巨的挑戰。


A、太陽能併網規範

一、一般要求
(一)最大允許發電量(二)功率因數(三)電壓偏差與電壓波動限制(四)頻率允許偏差與決動

二、電力品質要求
(一)電壓閃爍(二)諧波電流畸變限值(三)直流分量限制(四)電壓不平衡率

三、保護與控制要求
(一)防孤島效應(二)防雷和接地(三)短路保護(四)隔離和開關(五)恢復併網(六)電網同步(七)避免EMI電磁干擾(八)異常電壓保護跳脫(九)異常頻保護跳脫

B、風力發電併網技術規範

一、電壓與頻率變動範圍限制(分為下列操作區域)
(一)維持連續運轉(二)維持某一時間運轉(三)立即與系統解聯
二、實功與頻率控制
三、虛功控制與電壓調節
四、低電壓穿越能力
五、電壓降期間虛功電流供應要求

除上述規範外,該論文也進行高占比再生能源之系統衝擊分析。該論文假設2024年太陽能裝置2.6GW1GW1百萬瓩),風力裝置4.2GW,總共6.8GW,並考慮在夏季尖峰時風力出力30%,所以有效風力裝置為1.3GW,加上太陽能為3.9GW

其結論為:

一、電力系統併入6.8 GW再生能源後,首先遇到的瓶頸便是N-1系統事故發生後,在161KV的傳輸線上會有多條線路發生壅塞,甚至345KV亦有56條線路過載。

二、在暫態頻率穩定分析時,當中部風場全部跳脫或大型傳統機組跳機,其產生的暫態低頻現象將會觸動低頻卸載電驛,造成局部系統停電,甚至引發連鎖效應而導致大停電。

該論文僅就6.8 GW之風力/太陽能裝置容量進行模擬就會導至〝線路過載〞及〝大停電〞等後果。

但今日政府規劃2025年風力太陽能裝置容量為9.4 GW,民進黨更規劃2025年風力太陽能裝置容量高達17.2GW,試問輸電系統如何承擔?民進黨規劃廢除現有3座核電廠,造成400億度之供電缺口將由17.2 GW之風力及太陽能提供300億度(另外100億度由增加水力、地熱、生質能等提供)。但檢視我國輸電系統將可發現此一規劃實為天方夜譚。建議新政府在規劃能源政策時,正視台電提出之技術現實及困難。


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