台电金门夏兴电厂

台达储能解决方案成功导入台电金门夏兴电厂，成为台电目前容量最大的储能系统 ，从规划、制造、建置到场内测试皆由台达完成，成功为台电提供一套全新的电网调度工具。在紧急需要备用电源时可在200毫秒内瞬间供电，平时则负责调节电网频率及可再生能源的任务，提升供电稳定性。

传统发电机组响应速度慢，可再生能源增加更考验电网的调度力

对电力公司而言，稳定供电质量的重要性不言可喻，任何环节的异常或设备故障都将影响供电稳定性与可靠度。当传统发电机组遇到负载瞬间增减时，其修正频率的速度慢，一旦未能及时响应，就可能引起事故。此外，随着并入电网的可再生能源比例逐渐成长，其电力波动较大及不可控特性所造成的影响，对于金门封闭式电网的供电稳定性也带来极大考验。

为了同时解决以上问题，可在平时调节频率、机组跳机时通过瞬间供电降低在线机组扛载压力、又能储存过剩可再生能源的储能系统便成为调度、调节的优良利器。然而，储能系统能否在关键时刻发挥作用，其电力控制功能、系统配置、响应速度、安全防护机制及方案完整性等各方面的性能，都是业主必须要慎重考虑的。

强化供电稳定性，需要能调节又能快速反应的后援
 
金门是由金门本岛与列屿等大小岛屿所组成的海岛，其电力系统与台湾本岛没有连接，向来有频率跳动较大的问题，且全岛电力负载差异大，冬、夏季节用电差距可达35MW。岛内除了有塔山、夏兴、麒麟等多个柴油机组电厂外，还配合低碳岛计划，于岛内设置风力与太阳能发电站，以充分利用当地难能可贵的天然资源。

金门电厂共配有16套柴油发电机组，部分机组作为辅助之用，但并非全部热机运转。因此，一旦运作中的机组发生跳机事件，辅助机组极可能反应不及而无法实时补上电力，严重时可能出现连锁反应使机组运转解联，进而造成大区域停电。

此外，虽然金门以持续建置可再生能源作为发展方向之一，但当可再生能源比例逐年提高，电网的鸭子曲线效应（即白天太阳能充足时，传统发电机组会降载；夜间无太阳能时，机组需升载以补足电力需求缺口）也会更为明显。若没有调频与电力调度的弹性，对于系统可靠度将造成极大的压力。


为了稳定频率、降低可再生能源波动造成的影响、更为了打造能迅速反应的备用电源，台电公司决定于金门夏兴电厂配置储能系统，并于塔山电厂建置能源管理系统以便远距监控。

所需的解决方案必须符合以下条件：

•    当跳机事件发生时，储能系统必须在400毫秒内立刻全载补上电力

•    当跳机事件发生时，储能系统需以2MW供电至少30分钟，以提供衔接脱机机组重启、调度时间

•    储能配置的电池必须提供保护机制

•    提供有中文使用接口之管理软件，缩短管理人员学习时程并方便日常操控

•    符合IEC国际标准以保障设备与人员的安全

一站式 储能系统 解决方案，高度整合PCS、电池、环控与管理软件
 
台达以两台1MW电网级功率调节系统（PCS）所组成的PCS货柜、总可用储电容量达1MWh的锂电池储能货柜（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电力装置整合成完整的储能解决方案。不仅满足夏兴电厂的要求，还让管理单位能一次购齐系统所需的软硬件产品，通过单一服务窗口简化了原本繁琐的沟通与维护复杂度，加速项目的完成。

方案中装在20英尺货柜内的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及虚拟同步发电机（VSG）控制等功能。更重要的是，这台功率调节系统能让储能系统在200ms时间内完成侦测运算与功率输出的快速反应，远比项目标书中要求的400ms快了两倍之多。

系统中另一个重要角色是电池储能货柜系统，采用台湾自产的高功率P140锂电池，具2-4倍（2C-4C）功率放电能力，可瞬间大量供电。40英尺货柜内含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。

此外，为保证货柜在户外的耐用性、监控氢气浓度、确保无起火疑虑，并响应自动化管理与控制需求，本方案导入楼宇控制解决方案，以实时管控货柜空调、照明、消防、积水侦测等设备，取代人力操作，确保优化环境状态。

值得一提的是，台达储能系统提供多种功能模式，可通过网页接口设定需要的运行模式，更能让双模式同时运行。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的紧急状况，系统会立即自动启动跳机反应机制，在200毫秒内全载送出2MW电力给电网，帮电厂工作人员争取宝贵的缓冲时间排除异常状态。待发电机组正常供电、电网恢复稳定后，储能系统就可依照台电调度逐步降载退场，并于伺机充电回到合理容量后，重新转回原本的F-P模式继续运行。



针对可再生能源，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，让可再生能源可以稳定接入电网。


能源转型之际， 储能系统 为发电厂稳定供电之需
 
不论是传统发电或可再生能源发电，储能系统都能扮演好平时默默调节守护、紧急时调度救援的“关键性”辅助角色。而台达是台湾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，为金门夏兴电厂导入储能解决方案，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，加入电网调度工作。台达完整的产品与服务可满足台电对于储能系统的功能性、稳定性及安全性的要求与认可，未来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。