【筆記|電力】(10)輔助服務又是什麼酷東西?

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在〈翻譯翻譯,什麼叫需量反應?〉那篇筆記裡提到了許多需量反應的方案。其中在誘因基礎裡的輔助服務,其實也有許多有趣的內容可以探討,但礙於篇幅只能簡單化為兩行字。本篇就想對其多補充一些詳細資料。

輔助服務最主要的任務就是維持電力系統的可靠度。包含系統能不能穩定運行、電壓和頻率等特性能不能維持穩定、故障後能不能快速恢復正常狀態等等。

看看別人的

美國聯邦能源管制委員會(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)將輔助服務大致分為以下6種:

  1. 排程 、 系統控制與調度服務 (Scheduling, System Control and Dispatch Service)
  2. 虛功及電壓控制服務(Reactive Supply and Voltage Control from Generation Sources Service)
  3. 調頻服務 (Regulation and Frequency Response Service)
  4. 電能不平衡服務 (Energy Imbalance Service)
  5. 即時備轉容量服務 (Spinning Reserve)
  6. 補充備轉容量服務 (Supplement Reserve)

北美電力可靠性委員會(North American Electric Reliability Council, NERC)則將互聯運營服務(Interconnected Operations Services)底下十二項服務分為

交換排程服務(Interchange Scheduling Services)

  1. 系統控制與調度服務(System Control and Dispatch Services)
  2. 會計(Accounting)

發電服務(Generation Services)

  1. 調整服務(Regulation Service)
  2. 電能不平衡服務 (Energy Imbalance Service)
  3. 頻率反應服務(Frequency Response Service)
  4. 備用服務 (Backup Supply Service)
  5. 運營備轉容量服務(Operating Reserve Service)
  6. 實功損失(線損)服務 (Real Power Loss Service)
  7. 虛功及電壓控制服務(Reactive Supply and Voltage Control from Generation Sources Service)
  8. 恢復服務(Restoration Service)

傳輸服務(Transmission Services)

  1. 設施使用(Facilities Use)
  2. 虛功供應(Reactive Supply from Transmission Resources)

我們可以看到這三大項12子項服務與FERC的版本有高度重疊,甚至可以說FERC的版本幾乎被包含在NERC的服務範圍內。

而愛爾蘭輸電調度中心(EirGrid)則依電壓控制、故障後與慣量反應、頻率控制(備轉容量)與負載爬升能力四大項整理出14個服務子項。

看看自己的

將目光放回台灣,台電的電力交易平台將日前的輔助服務市場規格分為四項:

1. 調頻備轉容量 (dReg0.25、dReg0.5)

以動態調頻(dynamic Regulation, dReg)為主,自動即時偵測電力系統頻率,並依下方運轉曲線自動調整輸出功率,並於1秒內快速反應進行充放電,不須接受電力調度單位指令。

dReg運轉曲線 by 台電

由於台灣的電力系統使用的頻率為60Hz,因此dReg之後的數字便決定系統超出哪段頻率範圍便需要提供服務者以100%的約定容量進行輸入或輸出,例如dReg0.25便是指:當系統頻率低於59.75時,提供服務者必須對電網輸出100%的約定容量;當系統頻率高於60.25時,提供服務者必須自電網輸入100%的約定容量,以此達到系統頻率的穩定。

2. 調頻備轉容量 (sReg)

以靜態調頻(static Regulation, sReg)為主,自動即時偵測電力系統頻率,並依下方運轉曲線自動調整輸出功率,並於10秒內完成反應,不須接受電力調度單位指令。

sReg運轉曲線 by 台電

3. 即時備轉

服務提供者需要於電力調度單位(例如台電或ISO)指令下達後10分鐘內完成服務內容,持續服務達60分鐘,並在服務結束後120分鐘內恢復待命。

即時備轉執行時序圖 by 台電

4. 補充備轉

服務提供者需要於電力調度單位(例如台電或ISO)指令下達後30分鐘內完成服務內容,持續服務達120分鐘,並在服務結束後240分鐘內恢復待命。

補充備轉執行時序圖 by 台電

由目前台電公布的交易商品規格來看,前兩者主要聚焦在因應再生能源高變動性的調頻服務、後兩者主要聚焦在因應再生能源高變動量的備轉容量服務。如果交易平台運作穩定後,可能還會參考他國電力系統的經驗,加上虛功及電壓調整服務以及系統崩潰後的全黑啟動等方案,讓電力系統能夠有更多方案可以應對可能面臨的危機。

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狐狸就在森林裡

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