電力輔助服務有多重要?專家舉2019年英國大停電為例,讓你看看外國、想想台灣

2020-05-25 16:07

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林口電廠配圖(陳品佑攝)

林口電廠配圖(陳品佑攝)

西元1879年愛迪生將白熾燈泡商業化後,為了將燈泡普及到成千上萬的家庭和企業,於是在紐約曼哈頓珍珠街站興建了全美第一座發電廠,使用六台(共670kW)直流發電機,成功提供近60戶共一千多盞燈所需要的電力,自此帶動全球電力系統的發展。

九年後的1888年,臺灣省首任巡撫劉銘傳也引進全臺灣第一台小型蒸氣燃煤發電機,於台北城內裝設電燈照明系統,在丹麥電氣技師的協助下,點亮臺灣第一盞電燈,開啟臺灣邁入現代化電力的便利生活。

一百三十多年後的今天,電力已經不只是為了點亮燈泡而已,它完全改變了人類的生活方式,而且這個改變仍在擴大;隨著可再生能源的迅速發展,在風能和太陽能高佔比的電力系統中,因為其發電的間歇性、不易預測性,對電力系統和電力調度更是極大的挑戰,為了保證電力系統的穩定運轉,電力系統的靈活性和彈性變得空前重要。

我想帶你從一個2019年英國發生的案例,來看看目前各國電力公司面對的巨大挑戰,之前文章《未來人的預言:2025年大年初二將發生這件事》談的並不是瞎扯,在電力系統發生事故時,如何在關鍵的90秒透過多元彈性的電力輔助服務,幫助提升電力系統提升的可靠度與韌性,避免更大範圍和更長時間的大停電,已經成了當務之急。

英國電力供電來源的結構目前為:風力10.7%,天然氣46%,核能21.2%,生質能6%,太陽能5%,水力發電 1.1%,剩下9.9%則由跨國電網提供。英國無論在能源轉型和電力市場均走在世界的前沿,亦能維持不錯的電力系統可靠度,可靠度指標(SAIDI/SAIFI)和台電相近,因此,英國大停電的經驗也可以提供我們學習和參考。

2019年英國大停電

2019年8月9日接近英國當地時間傍晚五點前,當時適逢週五交通最繁忙的時段,英格蘭和威爾斯兩地區發生十年罕見的大範圍停電事件。大約有六十多班車次的地鐵和鐵路被迫停駛,機場、車站和交通運輸因此癱瘓。倫敦最繁忙的尤斯頓(Euston)和國王十字(Kings Cross)車站也不得不被迫緊急關閉,造成大量旅客滯留,影響近百萬人。15分鐘後,電力才開始陸續恢復,45分鐘後大部分的供電才恢復正常,但停電所引起的混亂狀況一直持續到深夜才得以舒緩,而且還有部分電力一直到一周過後才徹底修復。這是自2003年「倫敦大停電」後,英國所發生規模最大的停電事故,造成巨大的經濟損失。

(圖/綠學院提供)
2019年英國大停電五分鐘電網頻率記錄圖 。英國電網頻率需維持在50Hz±1%,關於什麼是頻率,可以參見《韓國瑜的養生邏輯搞懂為什麼我們對能源的「創新思維」常常行不通》一文說明
資料來源(圖/綠學院提供)

調查報告中指出,此次大停電的起因是由於三個(多重)非常規偶發事故幾乎同時發生,導致電網頻率快速下降,造成數台機組跳機解聯,多重事故累積的出力損失,超過英國供電可靠度標準(SQSS)所能抵禦的最嚴重事故狀況。倘若這次沒有靈活彈性可供調度的調頻資源,包括快速型需量反應及大型儲能系統來補足短期電力系統的電力供給不足,且讓電網頻率提升到標準值,此次恢復供電所需要的時間一定會更久,停電範圍也有可能更大。

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