2020
Jun.

51

特别报导

台达于金门夏兴电厂建置台电最大储能系统
助力能源转型、升级智能电网

文: 能源基础设施暨工业解决方案事业群 / 零组件事业群 / 楼宇自动化事业群

台达储能解决方案成功应用于台电金门夏兴电厂,这是离岛最大也是台电目前容量最大的储能系统。本案由EISBG的SESBU智慧能源事业部、CPBG的ESDBD储能组件事业处及BABG的BASBU楼宇自动化解决方案事业部跨单位共同携手完成,为台电提供完整的一站式整合服务,是全新的供电调度工具,在紧急需要备用电源时,可在200ms内瞬时供电,平时则可担负起调节电网频率及再生能源的任务,提升供电稳定性。

提供迅速强大的电力后援
金门电力系统与台湾本岛没有连接,有频率跳动的问题,冬夏季用电差距可达35MW。电厂柴油发电机组发生跳机事件时,若无法实时补上电力,严重时会导致连锁反应使运转解联,造成大区域停电。此外,金门虽持续建置风力与太阳能发电,但随着再生能源比例提高,电网的鸭子曲线效应也会更为明显,若没有调频与电力调度的弹性,对于用电需求与系统可靠度造成极大的压力。

再生能源比例提高导致鸭子曲线效应

为了稳定金门电网频率、降低再生能源发电波动所造成的影响,台电决定于金门的夏兴电厂配置储能系统,打造实时反应的备用电源,亦于塔山电厂建置能源管理系统以便远距监控夏兴电厂的运作状况。

一站式解决方案,高度整合PCS、电池、环控与管理软件
台达提供由两台1MW电网级功率调节系统(PCS)所组成的PCS货柜、总储电容量达到1MWh的40呎锂电池储能货柜(BESS)、自主开发的储能管理系统(BEMS)及其他周边的升压变压器等各式电力装置,通过技术整合而成的储能解决方案。不仅满足电厂对储能系统的要求,还让管理单位能一次购齐建置系统所需的软硬件产品,通过单一服务窗口简化了繁琐的沟通与维护复杂度,加速项目。

台达提供PCS货柜与锂电池储能货柜(BESS),并透过储能管理系统(BEMS)及周边电力装置,整合而成的一站式储能解决方案

方案中装在20呎货柜内的PCS1000是负责控制、转换并调节电力的百万瓦级双向功率调节系统。具有自动电压和频率调节、实功和虚功功率补偿、防孤岛效应与独立运转模式、以及虚拟同步发电机(VSG)控制等功能,因此可有效控制电力,能在200ms的时间内完成侦测运算与功率输出,远比项目要求快两倍之多。

系统中另一个重要角色是电池储能货柜系统,采用国内自产的高功率P140锂电池可瞬间大量供电。40呎货柜内含462个电池模块,总储电量超过1,000瓩时。辅以电池管理系统(BMS)与FM200自动消防系统,可提供多层次安全防护机制,通过监测、主动通报、远程遥控确保系统安全运作。

储能系统于紧急时辅助发电机组,维持总电力供应

针对再生能源,这套储能系统能通过存下过剩电力或送出电力的方式辅助太阳能,让电网的供电量维持一致。另外,储能系统也能对太阳能电力进行调节,减少变异波动,让再生能源可以稳定接入电网。 

储能系统调节太阳能电力,减少电网波动

值得一提的是,台达储能系统通过网页接口设定需要的运行模式,可让双模式同时运行。例如,平时运行F-P(Frequency-Watt)模式为电网调节频率、避免变异过大。同时系统也处于实时之RoCoF(Rate of Change of Frequency)侦测状态,一旦发生电网频率变动速度或幅度超过设定门坎之紧急状况,系统会立即自动启动跳机反应机制,在200ms内全载送出2MW电力给电网,争取缓冲时间排除异常。

为了确保户外货柜的耐用性;安全无起火疑虑,搭配储能系统的自动化管理与控制,本案采子公司Delta Controls及LOYTEC的楼宇控制解决方案,统一管控货柜中的环境空调、照明、消防、积水侦测设备,以实时管控取代传统人力操作,确保货柜维持在优化恒温恒湿环境。

楼宇自动化解决方案提供实时管理平台打造最佳环控

在储能系统的外围采用智能路灯解决方案,通过远程控制与自动排程功能提升便利性与节能。此外,灯头不仅采用台达LED智能路灯,灯杆上也搭载VIVOTEK的网络摄影机,除日常监视录像外更提供隐形围篱功能,当发现储能系统区域外围有异常行为,可立即通知电厂管理人员处理,结合智能照明与安防功能,提升整体环境安全性。

能源转型之际,为发电厂稳定供电之需
不论是传统发电或再生能源发电,储能系统都能随时调节守护、紧急时提供救援的关键性角色。而台达是台湾唯一有能力提供一站式采购服务的储能系统供货商,所自制的完整解决方案也早就在国内外获得客户肯定,像是高雄永安太阳能电厂与日本赤穗节能园区都是采用台达的储能解决方案。

此次台达再度获得台电的青睐,为金门导入功能更为先进的储能系统解决方案,系统放电经升压至11.4kV后,加入了电网调度工作。在历经各项工程、控制与测试的挑战后,业已于2020年与台电研发与工程人员共同完成系统建置未来台达也将持续投入开发功率更大、响应更快的系统,以便在能源转型之际为电厂的稳定供电助重要的一臂之力。