晴時多雲

自由共和國》盧展南/新興科技應用 強化電網韌性與智慧管理

台電去年斥資7500萬元設立台灣最大且為首座併入電網系統的2MW儲能系統。(台電提供)

盧展南/中山大學電機系教授

最近我國產業景氣暢旺,高科技產業回台建廠增加,進而推升用電成長,且因為氣候異常、居家辦公造成用電增加,再受到水情不佳,大修機組未歸隊及環保減媒降載等因素堆疊,造成供電吃緊。

數位經濟時代越來越依賴電力,而供電可靠度的提升有賴運用現代化新興科技的協助,包括:整合和利用電網現代化技術來防止斷電並減少影響;加強應急反應規劃,以改善人力和資源的部署協調;提高資通訊技術基礎設施韌性、可靠性和安全性;利用系統、量能和流程來改善資訊溝通並加快電力恢復;增加分散式發電技術的使用,如微電網和移動發電機,以提高為關鍵負載服務的電力基礎設施的運轉韌性。

藉由資料科學演算法及資通訊科技輔助電網運轉資料的分析,可以檢知即時電網狀態與系統脆弱性、提升綠能及用電預測的準確性、精進機組排程及經濟調度、強化需求面資源運用等,這些都是現階段強化電網運轉彈性與韌性的主要途徑。資料科學中的統計工具、信號分析與AI人工智慧深度學習技術,有助供電可靠度與品質趨勢的掌握及事故原因與地點的判別,關聯性分析與分群技術可提高各類預測準確度,進而促成兼顧成本與安全性的電網調度與規劃。

運用智慧電表大數據資料分析用戶用電及綠電輸出特性,有助短、中、長期負載預測的精確性,利用短期負載預測可安排每日電源排程及調度策略;中期負載預測供機組年度大修排程及燃料用量規劃使用;而長期負載預測做為備用容量評估及電力建設規劃之用。

為避免因環境周遭氣溫升高引發配電設備故障,紅線熱影像分析儀,就被應用於重點設備檢測、量測及調整負載,避免設備溫升而發生故障。於設備維護工程進行時,引進影像監視系統、物聯網及人工智慧等科技管理措施,可確保防呆機制的落實。發電廠、變電所及輸電線路相關設施運用科技監控及保護協調,可強化預防維護,一旦發生故障,可快速隔離故障,找出問題根源,加快復原。

能源資通訊的應用包括需量控制、分散式發電、電能儲存和釋放及微電網應用。透過能源物聯網,可自用戶端取得各種備轉容量資源。能源物聯網整合包含智慧電表等終端設備及通訊系統軟硬體,於分散四處的輔助服務資源場域安裝前端設備,利用先進網路技術,採用國際通訊協定,蒐集、交換處理資訊並傳送到電力調度中心,以提供符合參與電力交易平台所需的各項管理及服務。

目前台電對再生能源預測及調度能力尚須提升,宜結合氣象資訊,持續開發不同時間、空間尺度的預測技術。對氣候、綠電輸出及用電負載資料的量測、傳輸、整合及分析,則可掌握變動性能源特性,使其轉化為可預測、可調度、可排程的優質資源。建議針對規模較大的再生能源案場應賦予其發電預測及電力調控支援的責任。

調度中心每日發電機組排程規劃,需經所有決策變數共同最佳化,包括發電、負載、交易、調節、備轉容量等。機組排程若能全自動,調度員便可以專注於輸入資料的準確性。而調度周期若考量系統運轉需求調整至更短時間間隔,則可降低系統瞬間電力供需變化帶來的衝擊,使電力供應更強健可靠。

電力公司未來的挑戰及與各界的連結會更多更廣,不應用過去的思維,而想要解決新的或將來的問題,宜接受新的科技,運用的思維並強化績效管理,以強化在能源轉型中的供電可靠度。

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