2019
Jun.

45

智造话题


台达储能系统于物联网的应用

文: 储能元件事业处

随着近年能源议题的讨论,储能系统扮演越来越吃重的角色,储能系统除了搭配智能电网、再生能源提升电力供应可靠度外、也透过物联网技术达成数据示警、实时调控等使用情境。本期“互联生智”,我们很高兴取得来自储能元件事业处的第一手信息,为大家介绍台达储能系统于物联网的多方应用。
 
智慧电网
智慧电网已发展数年,藉由资通讯科技,利用模拟或数字技术,搜集供应端供电信息与负载端用电信息,电力公司得以了解供电与用电效益,作为输配电规划的参考。
 
近年来供电尖峰负载持续攀高增加新设电厂的需求,及再生能源电厂占供电比例提高亦增加电网的不稳定,这些都影响工商业的持续运作。如何使电力更有效率的调节与供应,台达锂离子电池储能系统(Battery Energy Storage System; BESS,以下简称储能系统)逐渐为业主纳入考虑中,主要应用范围有:再生能源平衡(Renewable Energy Balance)、电网频率调节(Frequency Regulation)微电网(MicroGrid)、工商应用 (Commercial and Industrial application)、家用储能 (Home/Residential ESS) 等。
 

锂离子储能系统(简称储能系统)主要应用范围
 
储能系统智能化
储能系统须因应案场负载或电网的实际变化,必须搭配物联网的技术才能达成实时调控。其智能功能可分成外部与内部两套系统运作,内部系统为了掌控电池储能系统(BESS)运作状态,系统内装置多项不同功能的传感器,搜集电池状态、货柜(机柜)内环境数据(温湿度等)与警示系统等,自动控制空调系统与消防系统,并对电池进行管理与保护,且可透过网络链接回报,业主可透过远程遥控(Remote Control)功能,及时处理因应调度。外部功能则在各主要电力回路装置智能电表,读取用电与供电数据,并由内建的电网控制器(Site Controller)依据业主需求规画的算法,达成需要的再生能源输出平滑化(RE Smoothing),频率调节(FR),负载转移(Load Shifting)等功能。
 
在再生能源与微电网应用,台达储能元件事业处已有数项实际案例,2017年在台电树林综合研究所装置第一套电网级储能系统,2018年底装设两套并运行,一为高雄永安太阳能电厂,二为中油嘉义智慧绿能站。
 
1. 高雄永安太阳能电厂
2011年完工之高雄永安太阳能光电厂,占地9.45公顷,太阳能装置容量为五千瓩(5MW),全年总发电量约600万度。
然为提升太阳能发电效率,建置1MW/ 1.1MWh 储能系统,平滑化太阳能发电曲线(PV Smoothing)与频率调节 (Frequency Regulation),降低再生能源功率剧烈变化对电网的负担,增加太阳能发电效益。


储能系统协助降低太阳能发电输出功率变化率 (PV smoothing)
 
而案场的再生能源发电量、储能系统运作状况,均透过云端传送回控制中心。案主可依此了解与评估发电与储电效益。储能系统本身若有任何异常讯号,可透过远程实时进行诊断与简易处置,根据诊断结果,安排人员携带适当装备到达现场检修。
 

装置于高雄永安光电厂之储能系统
 
2. 中油嘉义智慧绿能站
台湾中国石油公司有感于台湾电动车辆,特别是电动机车的蓬勃发展,充电需求急遽上升。因此于原嘉义信义加油站,装置100kW太阳能、电动机车快速充换电站与台达电之250kW/ 500kWh储能系统,作为智能绿能示范站。
 

中油嘉义智能绿能站开幕式展示站内装设之台达储能系统
 
此为微电网运行范例,储能系统储存再生能源,供应高功率的电动机车快充与加油站运作的用电需求。结合发电、储电与供电应用,案主都可透过网络在远程搜集相关信息并进行分析,随时与台达电联系,让整体系统发挥预期效益,并可作为后续绿能加油/充电站设置的参考。
 
至于工商业用电案例,台达也正跟潜在业主洽谈中。工商业用电,牵涉到日常维运成本,讲究供电的稳定性(Stability)与需量调节 (Demand Response)。
 
供电稳定:储能系统介于作为电网与负载间缓冲,若电网发生突发性降载,负载端可以透过储能系统维持正常运作。避免突发性降载引发跳电,造成营业损失甚或人员的安全,如百货公司、购物中心、机场航厦等交通运输的后勤运作。
 
需量调节:负载端有明显的尖离峰用电行为,负载端避免用量过载,产生高额违约金,负载端与电力公司常以尖峰用电标准来议定契约用电,增加用电成本,对电网运作效益也不高。加入储能系统,平衡尖离峰用电,长期可降低契约用电标准,减少业主用电成本,也增加用电效益。
 
透过上述的说明,工商业用电更需要实时搜集信息分析进行调节,台达储能系统均配置对外信息接口、可供业主透过网络取得信息,为决策提供策略依据。