再生能源對電網的影響（下）：挑戰和應對方法
閱讀時間約 4 分鐘
前一篇文章解釋了電網運作的基本原理，接下來將介紹大量間歇性再生能源併網，會遇到什麼問題以及解決方法。
風力太陽能 無法隨意控制輸出
間歇性再生能源主要是靠擷取部份大自然中的能量來發電，所以無法隨著用電來改變輸出。因此當再生能源增加到一定程後，某些時後會出現，發電量多過一般需求的情況。例如：太陽大風大的假日。
下圖為英國2020年的用電和再生能源發電曲線。因為英國冬天有供暖需求，因此用電量比夏天高。風力發電（佔全年發電量24%）會有連續2-7天的強風期或弱風期，但大致上冬天的發電量比夏天高。太陽能發電（佔全年發電量4%）同樣受到天氣影響時高時低，但基本上夏天發電量高過冬天。
然而，傳統電力系統有一定的能力調整供電量，來跟隨不同時間和季節用電的變化。當再生能源併網的比例不高時，原先電網的調度足以應付再生能源的供電變化。當比例更高時則要有適當配套方案，才能讓維持電網的穩定。相關技術可以參考英國2050年如何維持能源系統彈性。
傳統再生能源發電 無法提供系統慣量
傳統的風力和太陽能發電不使用同步發電機，因此無法提供系統慣量。為了保持供需平衡以及一定的系統慣量，有時部份的再生能源會被強迫停止發電（又稱為棄電）。英國在2020年夏天（參見下圖），因為封城造成用電下降，在要維持系統慣量和一定調度彈性的情況下，部份風機及核能機組被要求減少發電，並維持約4GW的燃氣發電。
然而，風力和太陽能發電設備，在系統設備升級後可提供虛擬慣量。另外，還有其它技術可提供系統慣量。例如：電池儲能系統在澳洲南部用來穩定電網。英國計畫透過更改傳統燃氣機組，讓機組在沒有發電的情況下，可以和電網同步來提供系統慣量。英國國家電網預計在2025年前，會出現短暫的時刻是所有電力來自低碳能源（再生能源及核能）。
再生能源比例 對電網的影響
國際能源暑（International Energy Agency）將間歇性再生能源併網分成了六個階段，每個階段都有相對應的轉變。在前期（階段1和2）再生能源的發電佔比不大，既有的電網設備足以應付再生能源的變動。中期（階段3和4）則要有電力系統升級才能維持電網穩定，例如：增加儲能裝置或需量反應的容量。後期（階段5和6）則會出現經常性的發電過剩，且要有能長期儲存的儲能技術，來提供一年中不同季節的能源供應調度，例如：氫能、季節性熱儲能。
2019年全球己經有許多地區再生能源佔比超過20-30%，達到階段3或4。少數地區（丹麥和澳洲南部）則超過45-60%。台灣2020年風力和太陽能佔全年發電量約3%，相當於階段1。2025年目標將佔比提高到15%，相當於階段3。也就是說，在2025年之前，電網要升級才能維持電網穩定。
台電對再生能源併網的應對
台電公司電力調度處2018年的簡報《再生能源併聯運轉 對電力調度的挑戰與機會》中，提到了對再生能源併網的各種應因作法。下面整理了部份的作法：
- 增加再生能源發電預測的準確度（日前發電預測為168小時、即時發電預測為3小時）來減少調度上的不確定性。
- 透過設備升級來提高電壓和頻率的調整能力。風力發電機要求能協助電網頻率調整，且有在異常電壓/頻率時的運轉能力。
- 規範再生能源升/降載率來減少供電的變動。建議大型再生能源電廠配置儲能系統。
- 規畫各類輔助服務來維持電網平衡，並建立輔助服務相關市場機制。
- 增加可快速起停之燃氣機組、要求風場/風機接受調度。
除了設備和系統升級外，在管理上要對併網的影響進行研究分析、並研擬不同情況下穩定電力供應的作為。技術法規上增加對大型再生能源電廠的規範，並建立相關市場機制，使電力調度中心可取得必要的輔助服務。更多細節請參考原始簡報或是專題報導。
結語
風力和太陽能發電具有間歇性，且和傳統發電相比有不少限制，因此在併網時要有相對應的措施，才能維持電力系統的穩定。
延伸閱讀：
33會員
11內容數
留言0
查看全部
Mr.Bug的沙龍 的其他內容
你可能也想看
迎新活動「方格新手村」：新格友註冊加入方格子，知名日料吃到飽餐券送給你！
👉 還不是 vocus 的會員嗎？點此註冊，參與新手村活動 👈
近期站上也出現了不少新格友，為了歡迎各位的加入，「方格新手村」隨之登場！
即日起，只要是新註冊帳號於活動期間內發佈 3 則文章，就有機會抽獎獲得知名日料吃到飽餐券。原格友也可以一起同樂，我們準備了小任
2024-06-21
103
什麼人適合國泰世華 CUBE App ？整理5大推薦原因你覺得哪間網銀的 App 最好用？
近幾年，我為了拿到很多家銀行的回饋，辦了很多家銀行的帳戶，數一數至少也有十幾間！
比較下來，國泰世華 CUBE App ，是我用起來最順手的 👍
國泰究竟贏在哪裡呢？讓我整理 5 個原因給大家～
發佈在
波琳達的沙龍
2024-07-05
67
川普當選，對台股是利多還是利空？川普在槍擊事件中所表現出來的英勇形象，讓他贏得美國總統大選幾乎已成定局。沒想到他隨口的一句話「台灣搶走美國的晶片生意，所以要付保護費」，就讓台積電在短短三天跌掉超過100 元，台股也跌掉1100點以上。台積電、台股會就此一路下跌嗎？未來該如何因應？
發佈在
施昇輝的小資幸福講堂
2024-07-20
82
再生能源供給充足，但是進電網卻相當有限根據新聞，美國新增了大量再生能源，但電網限制導致只有少部分電力可吸收。建議應更有彈性的法規、短期間儲能及住宅搭配儲能可能是解決方案。
發佈在
蓋瑞Talks的沙龍
2024-04-23
3
再生能源跟綠能是一樣的嗎？｜Renewable Energy｜Green energy｜小艾科普小艾科普｜再生能源跟綠能是一樣的嗎？｜Renewable Energy｜Green energy
2024-03-12
19
顛覆你對環保、淨零碳排與再生能源的了解《暖化暗盤》本書深入探討氣候變遷所引發的恐懼文化，並揭示環保觀念中的迷思和誤區，包括原來北極熊的減少的真相！
發佈在
悅陽財經閱讀筆記
2024-03-02
8
再生能源售電業設立登記及財務稅務會計處理/新竹會計師地政士壹、簡介
綠能產業最近很夯，主要要推動2050淨零碳排目標，許多相關產業因應而生，再生能源相關產業就是其中一種。
根據經濟部能源局的再生能源資訊網報導，2040年台電發電占比預計調降為現在的一半，將開放更多民間電能企業加入供電行列，協助達成2050年淨零碳排放的目標。隨著綠電興起，從20
2023-09-13
2
<核能＆再生能源企業營收不保？歐盟擬設收入上限！>相信大家今天被超出預期的 CPI 造成的股市下跌給洗版，我們就不再多提囉！更深入的分析期待我們下週一的<宏觀分析>！
今天我們想聊的，是關於英國衛報的一則洩漏消息：歐盟可能會放棄對俄羅斯天然氣設置價格上限，原因是至少有 10 個歐盟成員國反對。
但是電力市場又不得不救，因此方法可能會傾向推動核能和可
發佈在
財經捕手的沙龍
2022-09-14
6
可望擺脫再生能源限制的儲能發展配合核能逐漸退場，再生能源的比重漸次升高，隨之發展的即是儲能產業。
因為傳統的核能可不間斷的發電，不需要儲存，但太陽能和風力的發電量則取決於日照和天候，因此，要讓晚上能使用白天的光電，或讓白天用到晚上的風電，都得靠儲能。
發佈在
爸爸媽媽同學會的沙龍
2022-07-06
4
循環經濟、再生能源、儲能，持續朝綠能發展的「台泥」！台泥2022年第一季 EPS 0.2，對比去年同期衰退許多
主要還是毛利率降低，只有8.7%
台泥主要營業範疇，水泥產品之生產及銷售為主，另有電力及其他部門，目前是持續朝綠能發展！
股利政策，根據 goodinfo 資料是連續39年都有配發股利
近11年，盈餘分配率，平均為84.73%
發佈在
股海的諾亞方舟的沙龍
2022-05-15
1
臺灣2050淨零排放的灘頭堡：如何突破再生能源發展的瓶頸一、我國再生能源發展的目標
二、我國再生能源發展的瓶頸
三、再生能源發展與土地需求之解方
發佈在
傑克の保險事務所的沙龍
2022-05-05
0
迎新活動「方格新手村」：新格友註冊加入方格子，知名日料吃到飽餐券送給你！
👉 還不是 vocus 的會員嗎？點此註冊，參與新手村活動 👈
近期站上也出現了不少新格友，為了歡迎各位的加入，「方格新手村」隨之登場！
即日起，只要是新註冊帳號於活動期間內發佈 3 則文章，就有機會抽獎獲得知名日料吃到飽餐券。原格友也可以一起同樂，我們準備了小任
2024-06-21
103
什麼人適合國泰世華 CUBE App ？整理5大推薦原因你覺得哪間網銀的 App 最好用？
近幾年，我為了拿到很多家銀行的回饋，辦了很多家銀行的帳戶，數一數至少也有十幾間！
比較下來，國泰世華 CUBE App ，是我用起來最順手的 👍
國泰究竟贏在哪裡呢？讓我整理 5 個原因給大家～
發佈在
波琳達的沙龍
2024-07-05
67
川普當選，對台股是利多還是利空？川普在槍擊事件中所表現出來的英勇形象，讓他贏得美國總統大選幾乎已成定局。沒想到他隨口的一句話「台灣搶走美國的晶片生意，所以要付保護費」，就讓台積電在短短三天跌掉超過100 元，台股也跌掉1100點以上。台積電、台股會就此一路下跌嗎？未來該如何因應？
發佈在
施昇輝的小資幸福講堂
2024-07-20
82
再生能源供給充足，但是進電網卻相當有限根據新聞，美國新增了大量再生能源，但電網限制導致只有少部分電力可吸收。建議應更有彈性的法規、短期間儲能及住宅搭配儲能可能是解決方案。
發佈在
蓋瑞Talks的沙龍
2024-04-23
3
再生能源跟綠能是一樣的嗎？｜Renewable Energy｜Green energy｜小艾科普小艾科普｜再生能源跟綠能是一樣的嗎？｜Renewable Energy｜Green energy
2024-03-12
19
顛覆你對環保、淨零碳排與再生能源的了解《暖化暗盤》本書深入探討氣候變遷所引發的恐懼文化，並揭示環保觀念中的迷思和誤區，包括原來北極熊的減少的真相！
發佈在
悅陽財經閱讀筆記
2024-03-02
8
再生能源售電業設立登記及財務稅務會計處理/新竹會計師地政士壹、簡介
綠能產業最近很夯，主要要推動2050淨零碳排目標，許多相關產業因應而生，再生能源相關產業就是其中一種。
根據經濟部能源局的再生能源資訊網報導，2040年台電發電占比預計調降為現在的一半，將開放更多民間電能企業加入供電行列，協助達成2050年淨零碳排放的目標。隨著綠電興起，從20
2023-09-13
2
<核能＆再生能源企業營收不保？歐盟擬設收入上限！>相信大家今天被超出預期的 CPI 造成的股市下跌給洗版，我們就不再多提囉！更深入的分析期待我們下週一的<宏觀分析>！
今天我們想聊的，是關於英國衛報的一則洩漏消息：歐盟可能會放棄對俄羅斯天然氣設置價格上限，原因是至少有 10 個歐盟成員國反對。
但是電力市場又不得不救，因此方法可能會傾向推動核能和可
發佈在
財經捕手的沙龍
2022-09-14
6
可望擺脫再生能源限制的儲能發展配合核能逐漸退場，再生能源的比重漸次升高，隨之發展的即是儲能產業。
因為傳統的核能可不間斷的發電，不需要儲存，但太陽能和風力的發電量則取決於日照和天候，因此，要讓晚上能使用白天的光電，或讓白天用到晚上的風電，都得靠儲能。
發佈在
爸爸媽媽同學會的沙龍
2022-07-06
4
循環經濟、再生能源、儲能，持續朝綠能發展的「台泥」！台泥2022年第一季 EPS 0.2，對比去年同期衰退許多
主要還是毛利率降低，只有8.7%
台泥主要營業範疇，水泥產品之生產及銷售為主，另有電力及其他部門，目前是持續朝綠能發展！
股利政策，根據 goodinfo 資料是連續39年都有配發股利
近11年，盈餘分配率，平均為84.73%
發佈在
股海的諾亞方舟的沙龍
2022-05-15
1
臺灣2050淨零排放的灘頭堡：如何突破再生能源發展的瓶頸一、我國再生能源發展的目標
二、我國再生能源發展的瓶頸
三、再生能源發展與土地需求之解方
發佈在
傑克の保險事務所的沙龍
2022-05-05
0