6月4日研討會的第三部分由智慧能源事業處處長艾祖華分享智慧電網與能源轉型,以及 儲能系統 的應用。
什麼是智慧電網?
艾祖華解釋,傳統電網是一個單向電力傳輸的過程,由發電、輸電、配電到用電,用戶只能單純扮演用電者的角色。而智慧電網概念的實踐,讓發電端與用電端的角色改變,用戶也能生產電力並輸入電網中,使分散式發電與雙向資訊傳遞成真。
然而,新的問題也隨之而來:電網的穩定度。當電網中運用的再生能源增加,發電量將受天候變動所影響,導致供電穩定度降低;而用戶端也因為電氣化的關係改變了用電模式。兩者的發生讓電網變得輕重不一、供需不平衡,這時,調節與調度將成為穩定電網的關鍵。
儲能系統 電網調節「斜槓」對策
首先介紹儲能系統調節電網的應用。在發電的過程中,除了自動發電控制(AGC)系統的功率-頻率調節,在再生能源電場可利用儲能系統實現太陽能平滑化(PV Smoothing)應用,消弭天氣不穩定對發電量與電網的影響。輸電網路也需要備用電源與自動頻率控制(AFC)的輔助,確保電網電壓與頻率穩定、電力順暢傳輸。
而工商業企業用戶則可利用儲能系統的電力調度能力執行削峰填谷(Peak shaving)、負載轉移(Load shifting)、太陽能自發自用(Self-consumption)、需量反應(Demand response)或備用電源(Backup power)等應用,提高整體能源管理效率;此外,也可利用儲能系統參與自動頻率控制等輔助服務,以配合政府綠能政策的推廣;而在交通電氣化的未來,儲能系統亦可輔助電動車充電站與微電網,確保電力穩定、供需平衡。
儲能設備除了能輔助電網,還能達到輔助廠區設施、整合太陽能等再生能源、優化電費支出的功能,而若要進一步達成《再生能源發展條例》訂定的10%契約容量,儲能系統亦能發揮至關重要的作用。
儲能系統 應用進一步解析
所謂的電費支出優化,指的是在離峰時段為儲能系統充電,待電力需求高時則以儲能系統內的電力支援尖峰與突發用電,以避免用電超約的罰款,,長期下來更能找出最佳契約容量,降低整體電費支出。
此外,儲能系統也可做為「緊急備用電源」輔助廠區設施,當供電中斷時,緊急備用電源能提供電力支援。艾祖華表示,很多人不清楚UPS不斷電系統及PCS功率調節系統有什麼差異。簡單來說,UPS是針對重要設備源電力設計,在斷電時能做到無縫接軌的電源切換,因其串接於電網及負載之間,分別連接AC/DC充電輸入與DC/AC放電輸出。
PCS的作用則為「調控整體電力」,屬於儲能系統的一部分。當系統供電不足造成電源頻率下降,PCS便可以把儲能系統電力送到電網端,支撐頻率恢復正常;或者當電力過多造成頻率上走時,可以把多餘的功率吸收。PCS運用單套模組做雙向的充放電,並非針對單座機台的緊急供電而設計,因此與UPS不同,需要0.2秒的時間做備援。
台達的儲能解決方案
台達提供功率調節系統(PCS),電池 儲能系統 (BESS)、控制系統與能源管理系統(EMS),再結合配電盤、變壓器等產品,構成完整的儲解決方案。
在最多用戶關心的電池選型部分,台達提供多種電池儲能系統,可分為能量型(≦0.5C),適用於長時間的削峰填谷、負載轉移、固定輸出等應用;能量型(1C),適用於電動車充電站與太陽能平滑化;而功率型(≦0.5C)則可以運用於電網緊急備用電源與頻率調節。台達的儲能系統具有多層次的安全管理機制,從電池芯、模組、機櫃、貨櫃到系統的設計皆符合安全規範,可確保儲能系統穩定運行。
目前台達儲能系統在台灣、美國與日本皆有具體應用案例,包含新竹科學園區內的乾坤科技廠區的需量反應應用;嘉義中油電動機車充電站的削峰填谷;台電樹林研究所的需量反應、削峰填谷、備用電源與太陽能平滑應用;美國佛里蒙特微電網;日本名古屋的固態燃料電池供電系統等。
專業整合能力、可靠的專案執行、客製化量身打造的服務以及系統的預防性保養,讓台達成為台灣首屈一指的儲能系統解決方案供應商,未來,台達也會持續發展更多元的儲能系統,希望能為台灣能源轉型盡一份心力。