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#能源講座 再生能源比例 對電網的影響

國際能源暑（IEA）將間歇性再生能源併網分成了六個階段，每個階段都有相對應的轉變。

前期再生能源的發電佔比不大，既有的電網設備足以應付再生能源的變動。中期則要有電力系統升級才能維持電網穩定，例如：增加儲能裝置或需量反應的容量。後期則會出現經常性的發電過剩，且要有能長期儲存的儲能技術，來提供一年中不同季節的能源供應調度，例如：氫能、季節性熱儲能。

台電對未來再生能源併網，提出了以下的各種應因作法：

🔶增加再生能源發電預測的準確度，減少調度上的不確定性。
🔶設備升級提高電壓和頻率的調整能力。風力發電機要求能協助電網頻率調整。
🔶規範再生能源升/降載率來減少供電的變動。建議大型再生能源電廠配置儲能系統。
🔶規畫各類輔助服務來維持電網平衡，並建立輔助服務相關市場機制。
🔶增加可快速起停之燃氣機組、要求風場/風機接受調度。

除了設備和系統升級外，在管理上要對併網的影響進行研究分析、並研擬不同情況下穩定電力供應的作為。技術法規上增加對大型再生能源電廠的規範，並建立相關市場機制，使電力調度中心可取得必要的輔助服務。

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完整文章：
再生能源對電網的影響（上）：挑戰和應對方法
https://www.facebook.com/Mr.BugToNetZero/posts/217044113717313

再生能源對電網的影響（下）：挑戰和應對方法
https://vocus.cc/article/61103356fd8978000144f2eb

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是時候提升電網的韌性與彈性了（盧展南／中山大學電機工程學系教授）（05/15/2021 蘋果日報）

513大停電因人為疏失導致「匯流排」損壞；關鍵基礎建設中電網與供氣系統的維護運轉與韌性的問題，值得正視。

作者：盧展南／中山大學電機工程學系教授

許多人關心觀塘中油第三座天然氣接收站若無法及時完成，會造成電源備轉容量不足，燃煤增加，但供電穩定與否，絕不是表面的電源綠燈就可以安全過關的。513的輪流停電和2017年815輪流停電及1999年729大停電的主因，皆不是電源不足問題，而是關鍵基礎建設中電網與供氣系統的維護運轉與韌性的問題。

電力系統是動態平衡系統，講求絕對的供需平衡，以維持高的系統頻率品質。當發電機的輸出因電網發生事故，無法正常輸出電力時，就會跳機以自保。當系統整個發電量瞬間因跳機減少時，頻率就會往下探底。若無快速反應機組或其他電源的挹注，頻率達低頻卸載的設定時，便有一些用電負載需即時停電，以穩住系統頻率。

建立獨立電業監管機構

在發電機組可供電之裕度無虞的情況下，供電穩定與否就取決於發輸配電力設備的可靠性，及機組調度與電網運轉的彈性與韌性。本次的電網事故點接近興達電廠，線路電壓驟降可能造成電廠輔機跳機而導致機組跳機。不論是不是人為造成，設備發生故障造成電網事故，無法完全避免，電網設計上應分散風險、避免過度集中。要緊的是，當事故發生時能將故障區快速隔離，縮小影響範圍，利用備援網路快速復原，這就是電網的韌性。

很多時候電網的瓶頸在電廠出口的電源線，特別是目前汰舊更新的幾個電廠的電源線，原先都是161kV電源線，因為機組更新後容量增大，必須配合新增345 kV電源線。遺憾的是受到抗爭，導致電源線新增困難。電力公司除應做好設備維護，提高設備韌性減少故障外，電網的建設需要全民的關心與支持。

過去一年的供電裕度都保持綠燈，若事故造成的跳機總容量未超過10%，還需要執行好幾輪的分區輪流停電，可能就要好好檢討所謂的備轉容量是否在緊急時，真的能派上用場。最近沒下雨，相對造成電力調度的困難，過去可快速反應的機組，在時機不對時，可能就派不上用場。本次事故花了將近30分鐘才將頻率拉回60Hz即顯示調度的困難，建議應擴大輔助服務市場的規模，提供必要的調頻及備用容量。

台灣如果有獨立的電業監管機構，就可好好注意電力系統的供電可靠度。一個專業的電業獨立機構是站在積極主動的立場，協助電力公司管理所有包含電力系統的安全、設計以及電力市場並兼顧機組調度的效率，讓系統在最安全、最經濟的情況下順利運作。

就輪流停電而言，民眾最關心的是會不會停到我家、何時會停電、何時會復電。3年前815大停電後電力系統總體檢建議，台電進行「限電資訊揭露系統」建置，該系統內建置停電時間、組別、饋線、行政區里、影響用戶數及路段等資料，使民眾預作準備，可減少不便。

天然災害、地震及人員疏忽，造成世界各地許多大區域停電，所造成的經濟損失與生活的不便，在在提醒我們關鍵基礎建設的重要，電網的韌性與彈性是值得大家認真關注的議題。

完整內容請見：
https://tw.appledaily.com/forum/20210515/UDWL4TVKXVFRJKLJ5SPSX3RQ2U

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【729全臺大停電】 #你還記得嗎
　　　
1999年的一個夏日夜晚，許多原本正在冷氣舒眠下的人漸漸熱醒，窗外的城市淨是一片漆黑，如此大範圍的停電，頓失消息來源的人們開始各種不安的猜測。
　　
「聽說桃園的煉油廠爆炸了？」
「是核能發電廠出現意外嗎？」
「難道兩岸戰爭已經展開了？」
　　
然而當這次產業損失至少數十億元的大停電調查清楚後，卻發現僅僅是因為一座高壓電塔的倒塌。
　　
因區域電力供需不平衡的關係，臺灣長期依賴南電北送，卻僅有兩路超高壓輸電幹線，由於其負載率過高，一旦發生意外，便無法互相協調支援。
　　
臺電雖早已預見問題努力推動第三迴路的建設，卻因用地取得困難、長期受到地方民眾抗爭，而使得計畫不斷延宕，在各種結構性問題的連鎖反應下，最終導致了729的全臺大停電。
　　　
729大停電彷彿敲響了人民心中的警鐘，在輿論的支持下，臺電終於加速在2002年完成了第三迴路的相關建設，但隨著經濟產業快速發展，臺灣的用電量及能源需求持續升高，民眾「要電不要廠」的心態若不改變，歷史恐將一再重演。　　
　　
#能源問題是通盤考量
#所有方案皆有其利弊得失
#報時光UDNtime　　　
　　　　
來源：聯合報
日期：1999/7/29
攝影：林秀明
圖說：昨晚全台大停電。
　
歷史新聞
　　　　　
【1999-07-30/經濟日報/01版/要聞】
　　　　　
全台灣 大停電
新竹園區損失至少數十億元 近千萬戶受影響
　　　　　　　
【本報綜合報導】昨(29)日深夜11時15分許，台灣地區發生罕見的大規模停電，除高屏少數縣市外全部停電，近一千萬戶受影響，新竹科學園區也因瞬間降壓斷電而損失慘重，初估損失至少數十億元。
昨夜停電原因眾說紛云，可能原因有輸配電系統發生重大故障、變電所爆炸等，台電公司昨晚緊急調查原因，但至截稿為止，仍無法明確對外公布。
昨晚11時過後，北部、中部、東部及嘉義、雲林等地瞬間停電，頓時全省一片漆黑，稍晚台中、高雄恢復供電，其它地區仍未恢復。台電公司目前以調度搶修為首要任務，全省警力也立時動員警戒，全省交通大亂，高速公路林口以南全面封鎖禁行。
受瞬間降壓影響，高科技產業集中的竹科全部斷電，半導體、光電等工廠因必須24小時運轉，所有製程內、爐管內半成品都將因此報廢，廠商損失慘重。
　　
【1999-07-31/經濟日報/02版/大停電特別報導】
　　
大規模停電凸顯的當前電力供應問題
　　
【社論】台灣地區29日深夜發生歷來最大規模的停電事件，全島除了高雄、屏東、台南等地區，都陷入停電狀態，約八、九百萬用戶無電可用，連機場、鐵道、醫院等停電敏感地區都一度斷電。產業損失更難估計，顯現這次大規模停電的嚴重性。引發這次大停電的原因是台南關廟山崩，導致台電公司高壓鐵塔傾斜，造成龍崎至嘉民海線、龍崎至中寮山線間的輸電線跳脫，並引起連鎖反應。這次停電事件看似意外事故，實際卻是台灣電力供應系統的根本結構性問題使然，值得深究。
這次停電凸顯的第一個結構性問題是區域電力供需不平衡。根據台電公司的統計，目前台灣地區含民營電廠的電力總裝置容量為2,749萬瓩，位於桃園龍潭以北的電廠有核能一、二廠及協和火力、林口燃煤、翡翠水力等機組，裝置容量約690萬瓩，僅約占總供電能力的25％。但是，北部地區是政治、金融及商業發展中心，電力需求大，用電量約占全台灣的45％以去年的統計為例，北部地區的最高負載約1,075萬瓩，但淨尖峰供電能力僅約665萬瓩，不足的410萬瓩電力都需由中南部經輸配電送來。
這種南電北送現象已存在多年，隨著經濟持續的發展，北部地區對南電的依賴愈來愈高。台電統計，南電北送的電力今年以來漸增，7月下旬已達440萬瓩，因而逼近現有輸配電系統的最大輸電能力470萬瓩，北中第一、二路超高壓輸電線負載率並首度超過90％，較合理負載率75％高出甚多。這種情況顯示不僅北部地區供電吃緊，也反映輸配電系統的負載率持續偏高，將相對增加系統設備的故障率，一旦發生事故，兩條輸電大動脈將因負載偏高而無法相互支援，就會爆發像前天深夜一樣的大範圍停電現象。這是當前電力系統存在的第二個結構性問題。
第三個問題是我國電力備用容量率長期低於合理的25％水準，今年大約在12％、13％間，表示電力供應只是大致夠用，難以應付突發的狀況，例如需求激增或機組故障。因此，每當進入夏季尖峰用電時期，台灣地區民眾就得面臨可能限電的壓力。然而，儘管電力備用容量率長期偏低，在環保抗爭、安全考慮等情況下，台電公司卻不易增設新的發電廠。近十年來，台電都是在現有電廠中加裝發電機組，因而供電能力成長有限。
這三大結構性因素使得台灣的供電系統相對脆弱，一旦遇有突發事故，台電的應變就顯得捉襟見肘。為此，台電已採行因應措施，例如興建南北第三路超高壓輸電線，不僅寬解北部地區供電壓力，並減輕現有二路輸電主幹線的負載，提高相互支援及應變能力。另一方面，台電也積極興建大潭液化石油氣發電廠及核能四廠，以增加北部地區發電機組，減少對中南部電力的依賴；此外，目前已開放設立的民營電廠，更優先選擇在北部設廠者。
這種種努力並沒有獲得完全的支持，例如南北第三路超高壓輸電線，就面臨部分路段民眾抗爭的困難，以致原定民國85年應完工的第三路輸電線，卻至今仍在進行中；核四的興建更是風風雨雨，儘管立法院已通過興建預算，至今仍然面臨反核團體的干擾，甚至可能無法取得地方政府的許可，以致完工時日遙遙無期。民眾「要電不要廠」的心理一直存在；核電廠的興建是見仁見智，一向是國際性的爭議；燃油、燃煤等火力電廠的擴建，其所排放的大量二氧化碳，將受氣候變化綱要公約的管制；興建對空氣汙染程度較低的液化石油氣發電廠，民眾就須接受電價調漲的事實；如果放任現況不管，就是由台灣經濟付出代價，企業界得隨時準備承受限電、斷電、停電之苦。
天下沒有白吃的午餐，每一種解決方案都會帶來利弊互見的影響，應對之道當是權衡輕重緩急，選擇最適方案。台電的危機處理能力及效率一定有提升及改善的空間，但關鍵還是在於這三大結構性問題必須及早解決，才能真正提高台灣電力系統的供電穩定性。因此，政府相關單位應儘速在考量環保、能源及安全等原則下，訂出明確的電力政策，並發揮公權力，全力執行，及早改善台灣經濟發展的基礎環境。