2019
Jun.

45

智造話題


台達儲能系統於物聯網的應用

文: 儲能元件事業處

隨著近年能源議題的討論,儲能系統扮演越來越吃重的角色,儲能系統除了搭配智慧電網、再生能源提升電力供應可靠度外、也透過物聯網技術達成數據示警、即時調控等使用情境。本期「互聯生智」,我們很高興取得來自儲能元件事業處的第一手資訊,為大家介紹台達儲能系統於物聯網的多方應用。
 
智慧電網
智慧電網已發展數年,藉由資通訊科技,利用類比或數位技術,蒐集供應端供電資訊與負載端用電資訊,電力公司得以了解供電與用電效益,作為輸配電規劃的參考。
 
近年來供電尖峰負載持續攀高增加新設電廠的需求,及再生能源電廠佔供電比例提高亦增加電網的不穩定,這些都影響工商業的持續運作。如何使電力更有效率的調節與供應,台達鋰離子電池儲能系統(Battery Energy Storage System; BESS,以下簡稱儲能系統)逐漸為業主納入考量中,主要應用範圍有:再生能源平衡(Renewable Energy Balance)、電網頻率調節(Frequency Regulation)、微電網(MicroGrid)、工商應用 (Commercial and Industrial application)、家用儲能 (Home/Residential ESS) 等。
 

鋰離子儲能系統(簡稱儲能系統)主要應用範圍
 
儲能系統智能化
儲能系統須因應案場負載或電網的實際變化,必須搭配物聯網的技術才能達成即時調控。其智能功能可分成外部與內部兩套系統運作,內部系統為了掌控電池儲能系統(BESS)運作狀態,系統內裝置多項不同功能的感應器,蒐集電池狀態、貨櫃(機櫃)內環境數據(溫溼度等)與警示系統等,自動控制空調系統與消防系統,並對電池進行管理與保護,且可透過網路連結回報,業主可透過遠端遙控(Remote Control)功能,及時處理因應調度。外部功能則在各主要電力迴路裝置智慧電表,讀取用電與供電數據,並由內建的電網控制器(Site Controller)依據業主需求規畫的演算法,達成需要的再生能源輸出平滑化(RE Smoothing),頻率調節(FR),負載轉移(Load Shifting)等功能。
 
在再生能源與微電網應用,台達儲能元件事業處已有數項實際案例,2017年在台電樹林綜合研究所裝置第一套電網級儲能系統,2018年底裝設兩套並運行,一為高雄永安太陽能電廠,二為中油嘉義智慧綠能站。
 
1. 高雄永安太陽能電廠
2011年完工之高雄永安太陽能光電廠,佔地9.45公頃,太陽能裝置容量為五千瓩(5MW),全年總發電量約600萬度。
然為提升太陽能發電效率,建置1MW/ 1.1MWh 儲能系統,平滑化太陽能發電曲線(PV Smoothing)與頻率調節 (Frequency Regulation),降低再生能源功率劇烈變化對電網的負擔,增加太陽能發電效益。


儲能系統協助降低太陽能發電輸出功率變化率 (PV smoothing)
 
而案場的再生能源發電量、儲能系統運作狀況,均透過雲端傳送回控制中心。案主可依此了解與評估發電與儲電效益。儲能系統本身若有任何異常訊號,可透過遠端即時進行診斷與簡易處置,根據診斷結果,安排人員攜帶適當裝備到達現場檢修。
 

裝置於高雄永安光電廠之儲能系統
 
2. 中油嘉義智慧綠能站
台灣中國石油公司有感於台灣電動車輛,特別是電動機車的蓬勃發展,充電需求急遽上升。因此於原嘉義信義加油站,裝置100kW太陽能、電動機車快速充換電站與台達電之250kW/ 500kWh儲能系統,作為智慧綠能示範站。
 

中油嘉義智慧綠能站開幕式展示站內裝設之台達儲能系統
 
此為微電網運行範例,儲能系統儲存再生能源,供應高功率的電動機車快充與加油站運作的用電需求。結合發電、儲電與供電應用,案主都可透過網路在遠端蒐集相關資訊並進行分析,隨時與台達電聯繫,讓整體系統發揮預期效益,並可作為後續綠能加油/充電站設置的參考。
 
至於工商業用電案例,台達也正跟潛在業主洽談中。工商業用電,牽涉到日常維運成本,講究供電的穩定性(Stability)與需量調節 (Demand Response)。
 
供電穩定:儲能系統介於作為電網與負載間緩衝,若電網發生突發性降載,負載端可以透過儲能系統維持正常運作。避免突發性降載引發跳電,造成營業損失甚或人員的安全,如百貨公司、購物中心、機場航廈等交通運輸的後勤運作。
 
需量調節:負載端有明顯的尖離峰用電行為,負載端避免用量過載,產生高額違約金,負載端與電力公司常以尖峰用電標準來議定契約用電,增加用電成本,對電網運作效益也不高。加入儲能系統,平衡尖離峰用電,長期可降低契約用電標準,減少業主用電成本,也增加用電效益。
 
透過上述的說明,工商業用電更需要即時蒐集資訊分析進行調節,台達儲能系統均配置對外資訊接口、可供業主透過網路取得資訊,為決策提供策略依據。