未来人的预言:2025年大年初二将发生这件事

绿色带路人的心底话


Photo by: La Risposta Bart Simpson 

  2025年大年初二,你按照往年惯例,准备拜年礼,跟著老婆、带著小孩,到岳父家拜年。岳父岳母摆出满满一桌年菜招呼回娘家的儿孙们,大伙儿正在餐桌上聊天八卦时,忽然啪的一声,停电了。  

  今天工厂没有开工,大年初二人人都出去玩,家里也没开冷气,怎么可能停电呢?你岳父咕哝著,一边去查看家里的「不累尬」(无熔丝开关,英文为Breaker)。

  这只停电的黑天鹅就跟新冠肺炎一样,难以预测,极不寻常,但是真的发生了。

  真奇怪,照理来说,停电发生机率最高的时间点,应该是炎热的夏日大家抢著用电的时段,工厂产线全开,你家、办公室、餐厅、百货公司所有的冷气也全开,电力吃紧,因此当一个机组出问题,频率变动,系统电压变动,区域内就跳电了。

  但是你错了,真正的风险不是炎热的夏日,而是春季及冬季,因为这段期间再生能源的发电量太多了!


(图一)2025年冬季电力负载曲线预测模拟情境之一

资料来源:2018年8月8日再生能源并联运转研讨会

  2025年,离岸风电已经兴建完成,集中在中部彰滨外海,这些风力发电会并入中部电网;而太阳光电装置容量20GW也早已上工,集中于中南部地区,多并入南部电网。冬季的东北季风,加上稳定的日照,大量且具高度集中性的再生能源并入区域的电网,且为了让绿电先行,在过年期间用电需求大减下,大多数传统机组势必得减少发电运转甚至是解联,这时再生能源的发电占比将是最高的时候,少了传统机组提供的辅助服务及转动惯量,如遭遇到再生能源发电大幅变动或是设备故障,将导致电力系统的稳定运转产生冲击,最惨的情况是频率持续下探就像煞不住的卡车,你我就被无预警的停电了。

  你说,不要让绿电先行,过多的再生能源不要让他并网,不就解决了吗?

  但是绿电不用实在太可惜,有没有什么办法可以既用上再生能源,又不会让电网出问题的?距离2025还有五年,既然都能预测出这只黑天鹅,我们可以提早开始准备,2025年大年初二你去岳父家时,什么事情都不会发生。更棒的是,我们甚至可以替再生能源公司找到新商机,除了卖绿电之外,还可以再赚其他的钱。

  我们这样开始想。首先,台电要想做好电力调度,就必须掌握发电端的发电量,也就是所有可用之兵的作息,包括活泼的再生能源;同时必须掌握需求端的用电量,要正确预测你什么时候要用电、要用多少电,然后用最经济、最有效率的方法满足两边的需求。有掌握,才谈得上调度,否则你根本不知道应该用什么武器上场打仗。

  但是实际上,现在的台电并没有能力掌握再生能源发电端的即时发电量,再生能源这个可用之兵时常走来走去,还会擅离营区,误差会达到10%

  以目前运行状况来看,再生能源的发电量预测误差就已经大约10%,换算约为24万瓩,此误差量连系统备转容量之1%都不到,这种误差对台电这头大牛来说,扛得住。

  但是2025年的误差10%是什么概念?光是计算太阳能的部分,就直接跃升到160万瓩(如果只算八成的发电量),约占系统备转容量的5%~7%,等于是三分之一台中火力发电厂的发电量。不同时间点的10%,可以带你从天堂直达地狱。

  台电又在恐吓人民了吧?台电从迁台以来就牢牢掌握所有的发电、用电机密,怎么会说没有能力即时掌握发电端的发电量呢

  因为装置容量1,000kW以下的再生能源发电设备,可以不用时时刻刻回报他们现在的发电量有多少。时时刻刻回报,再生能源公司可是要多花钱的。这原本是政府为了提供诱因让再生能源公司愿意设置小规模的案场,但最后演变成有些再生能源公司为了节省成本、躲避法规、审查程序等,拆分大案场成为多个小案场,因此原本的美意成了漏洞。

  以个别公司的角度来看,都觉得误差那么一点时间有什么关系,我又不是不回报发电量给你,晚一点而已嘛。嗯,以个人的角度来说,得了新冠肺炎还在外面趴趴走是我的人权,不能怪我吧!

  但是自从新冠肺炎之后,我们懂了。我们每一个人,都不可能无限上纲人权、民主、平等,因为活在这个世界上,我们彼此的生命是相互依存的,天下太平的时候当然可以高谈人权、民主、平等,每个人都觉得自己的利益最重要,但是当系统性风险发生时,什么叫做追求个人利益极大化?你的利益,要靠所有人共同合作才能得到,靠你一人你扛得住吗!

  幸好这件事有解方。我们之前在《太阳能和风力发电并网的神救援!三分钟带你搞懂电力辅助服务》文章中提出六大策略,其中之一就是必须立刻提高发电端和需求端的预测能力。

  我们应该运用科技,提高再生能源发电预测的准确性与重新调度程序,以及增加电动车充电负载变动的参数进电力系统中。理想上必须准确预测明天24小时的发电出力,电力调度中心在日前机组排程(Day-ahead unit commitment)作业才能准确且有效进行。

  这种预测能力,就是再生能源管理系统,也就是我们说再生能源公司可以再赚的钱。下一篇,我们将从再生能源管理系统展开,谈一个正在发生的商机:电力物联网。

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