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綠色行動

智慧入電網 用電更節能廣納綠能 友善併網

智慧電網是數位時代的綠能幫手,台電透過智慧電網提高綠能的使用,確保穩定的供電品質,智慧型電表則能搭配時間電價,使用戶達到節電的目的。友善併網的服務及再生能源電能的收購,提升再生能源的使用,讓臺灣逐步減低對火力、核電的依賴,迎向健康低碳的美好生活。

「大數據」這一兩年來,成為熱門的議題,透過數據資料的蒐集、分析、管理,解讀找出關鍵點,讓人類生活得更便利、更有效率、更為節能。廣納綠能、友善併網,讓用戶自主節能、改變用電模式,是台電追求永續發展中的重要目標之一。而當大數據的概念應用在電力的輸配系統中,搭配上數位技術,成為最先進的智慧電網。

應用數位技術的智慧電網

一般來說,電力系統可分為「發電」、「輸配電」和「終端用戶」。輸配電是電力系統的高速公路,透過輸配電將電力由發電端送到終端用戶。而智慧電網就是整合了發電、輸電、配電和用戶的先進電網系統,利用資通訊、電力電子和先進材料等搭配數位技術的應用,將供(供應端)需(用戶端)兩端的密切聯繫配合,來提升電力系統的運轉效率(譬如減少線路損失)、供電品質(譬如電壓穩定)持續系統的電壓與頻率與電網可靠度(譬如不斷電)降低可能的停電次數、時數,而達到促進再生能源擴大應用與節能減碳的目標。

在行政院核定實施的「智慧電網總體規劃方案」,規劃了20年的推動期程,分為短期——前期布建(民國100∼104年)、中期——推廣擴散(105∼109年),和長期——廣泛應用(110∼ 119年)三個階段。依照電網能量傳遞和供需關係特性,分了「智慧發電與調度」、「智慧輸電」、「智慧配電」、「智慧用戶」、「智慧電網產業」與「智慧電網環境」等六個構面,其中,前面四個構面由台電負責推動。

提高綠能使用並確保穩定供電

「智慧發電與調度」的目標是提高綠能使用。由於再生能源大多屬於間歇性能源,例如太陽能、風力發電,都無法每天24小時恆定發電。如果將再生能源電能大量併入傳統電網系統中,容易導致供電品質不穩定且增加電力調度的困難度,因此就必須建置再生能源發電系統資訊分析與預測機制,來因應大規模再生能源併入電網後的電力調度技術。舉例來說,蒐集、研究歷年氣象資料,開發自動化風能預測系統和監控平台,進行即時有效的電網監控、調度和能源管理,以降低再生能源併網帶來的衝擊,增強電網的可靠性。

為了確保穩定供電,「智慧輸電」朝提高輸電效率和增加供電安全方向推動,主要進行的是變電所智慧化和保護電驛系統全面數位化作業。

電驛是電力系統中重要的安全保護設備,就像現在的車用電腦,可以將蒐集來的多方資料做迅速且準確的判斷,下達或暫停電力傳輸的指令。然不同的是,過去舊型傳統的電驛系統,機械式動作後不會留存細部紀錄,而智慧化電驛卻可蒐集完整的紀錄資料,一旦發生問題,可以依據這些細部紀錄,抽絲剝繭般地探尋出問題點所在,另外也新裝設了感知器、監測器等儀器,並透過通訊網路做有效管理。可以說,一旦電力系統有任何異狀,就可以很快速地從這些數據上判定發生問題的時間點和地點,並進行處置。這樣一來,不僅可以縮短故障持續與事故分析時間,提升電驛動作正確率,對用戶端來說,更能有效減少停電次數、時間。除此之外,在電網上裝設相量量測設備和監控中心,作出線上系統穩定度分析的預警,更有效強化電網監控。

要確保供電的穩定,除了發電、輸電,也需要配電線路的智慧化,而「智慧配電」就是朝提升供電安全以及強化分散式能源整合為目標。結合經濟部能源局「陽光屋頂百萬座計畫」和「千架海陸風力機計畫」,提升再生能源併網容量。

在工業區、都會區等主要地區,以及偏遠且搶修不易的地區,建置饋線自動化,當發生線路故障的停電事故時,調度人員能偵測、定位故障區間,縮小事故停電區間並加速完成復電,以提高供電可靠度。

智慧型電表的新紀元

智慧電網的願景,用戶的智慧化也是關鍵的一環。要讓用電戶成為「智慧用戶」,就從最基礎的電量載具——電表做起,進行電能管理。台電藉由布建「智慧型電表基礎建設(AdvancedMetering Infrastructure, AMI)」及相關配套措施的執行,朝「用戶/終端資訊建設」和「前瞻用戶服務規劃」目標邁進。自97∼104年止,已陸續完成全臺各大工廠、企業辦公大樓、百貨商場等2.4萬高壓用戶智慧型電表,以及第一階段1萬戶低壓用戶智慧型電表基礎建設。

AMI分為智慧型電表、通訊網路及控制中心三大部分,智慧型電表量測蒐集用電量後,會透過通訊網路傳回控制中心,用戶可在入口服務網站或是透過電力報馬仔APP查詢了解用電量。清楚自己用電資訊後,就可以自主節能或改變用電模式。長遠來看,就能降低電能消耗、增加能源使用效率。

此外,配合智慧綠建築、智慧社區的能源管理系統發展,將AMI蒐集的用電資訊與能源管理系統結合,使用戶朝向智慧電網的智慧能源家庭邁進。搭配「時間電價」的研訂實施,節約用電、移轉尖峰用電,使用戶可以聰明用電、節省荷包,一舉數得。

積極推動再生能源 友善併網

當全球吹起再生能源發電的風潮,台電也不例外,以太陽能發電為例,台電是先期投入研究者,至目前為止,技術已臻成熟,之後希望能將技術導入民間、走入社區,以技術指導的角色,協助自主設置太陽能板發電使用,且樂於收購民間的太陽能板發電電能。

電廠發出的高壓電能,必須經過許多供電線路及設備(電網)層層轉換,才降至一般家庭或工業使用的電(例如110V、220V)。同樣的,台電向民間收購的太陽能發電之電能,也需要透過電網,才能分送一般用戶使用。而如何將太陽能發電之電能送上台電電網,此時就必須施作「併網」工程。

為展現對再生能源申設者需求的重視、鼓勵民眾支持再生能源,台電總管理處特別成立「再生能源併網小組」,並由各區營業處指定主管擔任聯絡單一窗口,協助民眾等申設者辦理併網事宜,積極配合需求、儘速施工。此外,配合政府推動屋頂型太陽光電政策,除免收50瓩以下的屋頂型太陽光電發電設備之併網工程費外,台電目前也訂定固定併網容量計費方式,讓申請者方便、簡單、透明、容易預估併網工程費用。截至104年底止,太陽光電發電設備併網部份,已與台電簽約件數共計11,781件,躉售總容量約90萬瓩。

友善併網外也支援電能收購

為落實友善併網,台電依照「再生能源電能收購作業要點」,由民間再生能源業者與台電均攤加強電力網的費用。以彰濱外海的離岸風力發電業者為例,業者提出風力發電計畫,並預定由彰濱超高壓變電所轄區之一次配電變電所引接,經台電評估穩定度與可靠度後,認為必須加強電力網,維護供電安全,所需費用就由台電與民間業者均攤。嗣後,為增加可併網容量及降低再生能源併網投資成本,台電修訂輸電系統規劃準則,採用設置特殊保護系統等因應措施,以增加再生能源可併網容量並維護供電安全。

此外,為降低民間業者投資門檻,台電也公布實施了「再生能源加強電力網工程費用分攤原則及計費方式」,相關加強電力網之工程由台電先行建置並負擔全額工程費用,該地區再生能源發電設備設置業者再按其併網容量分攤工程費用,此舉可增加民間業者投資興建再生能源發電設備的意願。

台電對再生能源保持積極支持的態度,友善協助再生能源發電業者併網申請,讓更多、更大量的再生能源電能併入現有電力系統,逐步降低對火力、核能發電的依賴,日漸提升再生能源的使用,以提供用戶潔淨綠色的電力,在不影響生活水準的前提下,減少二氧化碳的排放並推廣使用綠色能源,以綠色行為實踐綠色生活。

專業技術確保併網安全

為了協助再生能源發電設備與台電電網的併聯,並確保供電品質和現場工作人員的安全,台電投入了許多人力進行併聯設備之審查、系統衝擊分析、施作引接線路及加強既有電網,最後再由資深人員赴現場查驗發電設備與保護裝置,進行功能測試,確保再生能源發電設備在線路停電時,不會逆送電力到台電電網,危及搶修與維修作業人員安全。

再生能源發電設備與電網併網,對配電系統和現場工作人員來說,在安全上存有潛在風險。然而,由於我國能源原料受制於必須仰賴進口,因此無論在永續電力的發展上,或是站在節能減碳的角度上,積極發展再生能源已是必然。為了避免發電量不足而採取限電措施、影響國家經濟發展及民眾日常生活,以專業技術協助再生能源發電設備併網供電,化零為整、納百川以成大河,已成台電人使命。

屋頂設太陽能板 發揮最大發電效益

民間投入再生能源、台電提供友善併網,首以臺南鹽田人間清境社區為例。臺南市政府與人間清境社區管委會,在100、101年由住戶出資,陸續建置了第一、第二期陽光社區,至104年底共有49戶設置太陽光電系統,是臺南地區規模最大的太陽光電社區。104年的總發電量達53.9萬度,每年可減少281公噸的二氧化碳排放(以103年我國電力排放系數每度0.521公斤二氧化碳當量(CO2e)計算)。

在屋頂裝設太陽光電設備,除了可將售電所得作為社區公共管理維護的基金來源,還可以當作屋頂防漏工程,並且以太陽能光電板取代傳統鐵皮浪板,亦可使頂樓溫度有效降低約攝氏3度,一舉數得。

另一個併網的成功案例是高雄市杉林區的大愛陽光社區。98年的莫拉克颱風對高雄地區造成的嚴重災情。風災過後在中央、地方等人士的支持下,於杉林區台糖月眉農場59.4公頃的土地上,興建了1,002戶永久屋,超過2,300人在此展開新生活,台電亦積極投入各項電力建設,提供穩定的供電環境。

考量當地豐沛的日照條件,101年時啟動高雄陽光屋頂計畫,導入民間基金,由高雄市政府經濟發展局結合台電、市府重建會、都市發展局推動在屋頂設置太陽光電系統,建立太陽光電示範社區。目前已協助大愛陽光社區175戶住宅屋頂設置太陽光電系統,總裝置容量達1,320瓩,每年預計可以減少629公噸的二氧化碳排放量。而大愛陽光社區也成為全國首座大型光電永續能源生活概念區域。

不只是社區屋頂,公有建築的屋頂也可以成為太陽光電發電場所。102年行政院核定「建置金門低碳島計畫」,其中「綠能及低碳運輸系統旗艦計畫」和「烈嶼零碳島旗艦計畫」規劃在大小金門建置五兆瓩光電系統,經評估共有64處公有建物、一處地面區域與金門酒廠廠區可裝設太陽能板,金門縣政府並於104年3月公開甄選,以公開招租方式將縣管公有建物屋頂標租裝置太陽光電系統,以達到低碳島的願景。

不僅廣納百川 更要承諾永續

在「再生能源發電系統併聯技術要點」引導下,台電擁有專業技術,能讓新型態的再生能源發電系統併入電網,有如大海廣納百川,不僅創造更環保、更潔淨的綠色能源,對於再生能源發電系統持有者而言,電力足供自給外,更能創造售電收入,一舉數得。

台電設置單一窗口,協助民眾申請併網相關事宜,以快速且積極的態度協助配合施工,並特別給一般民眾(50瓩以下)免施工費的條件優惠,就是希望能與政府一起推動再生能源,實現臺灣成為低碳島的目標。而這也是台電對土地及對後代子孫永遠的承諾。