調兵遣將 跟著台電調度處過一天 | 電力調度ABC

【電力調度ABC】調兵遣將 跟著台電調度處過一天

2018年09月24日
環境資訊中心記者 陳文姿報導

開關一開,電力就來,一關,電力就停止。這個2300萬人每天每小時每分鐘的小動作集結起來,變成全台的電力負載。負載像個曲線,隨著白天的甦醒、氣溫的升高而攀升,隨著人們的休息、睡眠而下降。

但許多人不知道的是,要維持電力系統穩定,時時刻刻都要保持供給等於需求,過多過少都有問題。這代表每個人隨心所欲的開關電源的同時,電力公司要適時地調整供應,讓供應「剛好」等於負載,這項工作就是調度。

台電的調度處掌握全台機組的開關,為什麼要用這台機組不用那台?從用電負載供應的預測,到空污、水情、成本、安全、地點、傳輸容量都要考量,隨著再生能源的增加,調度的角色將愈來愈關鍵。

台電電力調度室工作人員隨時掌握電力來源。圖片提供:台電

台電電力調度室工作人員隨時掌握電力來源。圖片提供:台電

永保平衡的好工具:水力與天然氣機組

調度處的一天是從預測開始。調度處解釋,在前一天的下午4點,調度處就會做出隔天的用電負載曲線預測,並列出可用機組的優先順序。當預測用電會很高的時候,也會請業務處啟動需量反應,需量反應是一種節電機制,可抑低用電量。但最後,調度處還是必須根據當天的實際用電與機組狀況決定機組調度。

隨著白天用電量逐漸攀升,調度處工作人員就要逐一通知機組加入供電。調度處解釋,並不是一開機電就會來,所有機組都須提前通知啟動。視機組特性及冷、熱機情形,提前通知時間都不相同。氣溫高低除了影響用電,也會影響部分機組的供電能力,水情是另一個變動因素,這會影響水力發電。工作人員必須充分掌握各機組的特性,才能在對的時間,提供「剛好」的電力。

為維持供電穩定,電力系統需時時刻刻保持供需平衡,當電力負載高於發電或過低發電都會讓電網的頻率出現變動。當有意外的緊急需求、或機組來不及啟動時,調度處就會啟用水力機組。

台電專業總工程師、發言人徐造華解釋,水力發電的特性是一開動,電力就可以快速併網,很好用卻不能常用。以慣常水力來說,發電過後水不會復返,所以缺水時節要盡量保留。抽蓄水力雖然可以重複使用,但必須使用離峰時間的電力將水往上抽,這通常是燃煤或燃氣發電。

另一個好用的機組是天然氣機組。調度處表示,全台電網是相連的,當某地負載增加或減少時,頻率就會隨之變動。天然氣機組調整頻率能力較佳,可快速自動調整發電量,讓電力系統頻率維持在固定值。相對的,這要先確保天然氣的穩定儲量。

2018/9/11的用電曲線圖。圖片截自台電官網。

2018/9/11的用電曲線圖。圖片截自台電官網。

夏日的午休 改變用電曲線

一天來到最熱的中午,快樂去午休這項集體行為,對台灣的用電負載產生很明顯的波動。調度處說,台灣夏季電力有二個高峰,一是在午休前接近正午。在午休時需求會減少,午休後再度增加,來到當天用電最高峰。一天最高的瞬時尖峰用電通常落在下午1點30到2點間。

午休期間電力需求「暫時性」減少,雖然部分機組可以略調降,但有的機組不宜又關又開。一種替代方案是把多出的電力先用在抽蓄水力,讓電網維持平衡又不浪費電。等尖峰過後,部分機組就可以開始排程降載或進入停機。

要便宜  也要考慮傳輸限制與空污

調度處是如何決定哪些機組先用,哪些機組後用?徐造華解釋,調度有三個原則-安全、環保、經濟。一般狀況是發電成本低的優先使用,但空污嚴重的時候會啟動環保調度,降低燃煤機組。安全,則是所有調度的基本前提。

調度處表示,每日尖峰期間北部用電需求量較大,由於南電北送有傳輸線容量的限制,在北部用電吃緊的時候,基於安全因素,還是必須請北部電廠貢獻電力。

一般而言,燃煤與核能提供的電力穩定,依其機組特性不容易調升或調降,被電力公司當作基載,提供基本需求,不做調度,但這項原則如今也有改變。調度處解釋,因為空污問題不少縣市要求降低燃煤機組發電,所以台電公司會在供電穩電的前提下,於離峰期間會視系統情況調降燃煤發電。

未來挑戰-綠能預測  儲能調控

許多人都認為再生能源的電力無法預測,占比過高會造成電力調度的困難。對此,氣象局與能源局已經開啟綠能虛擬營運中心,提供100米高風能及地表太陽能的歷史平均、監測分析及預報3類資訊。

徐造華說,目前太陽能發電量約在100到120萬瓩左右,隨著天氣狀況而變動,但因占比不高,影響不大。當再生能源占比提升到20%的時候,詳細的氣候預測資料就會非常重要。

針對再生能源的間歇性,儲能裝置也因應而生。除了降低電力負載外,未來儲能可否接受電力公司調度?調度處表示,這些技術仍在發展中,期待儲能也能走向調頻,隨著電網負載高低而提供電力。

作者

陳文姿

理工科系畢業的打字人~