【綠色觀點】2025 年節可能停電?綠電優先的電力調度危機

和夏日高峰比起來,過年算是用電低風,怎麼會停電呢?在綠電佔比夠大之時,依現行調度制可能會發生這些問題:
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Shutterstock/達志影像
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本文作者楊雅雲,綠學院創辦人,受到紀錄片《不願面對的真相》啟發,2009 年大跨度轉行到台達電子文教基金會,領導莫拉克風災校園重建 — 那瑪夏民權國小重建工作。稀有的大跨度整合型專家,專業領域包括新能源、智慧電網、電動車、儲能、節能、循環經濟、綠建築,擅長把最專業的綠色科技行話,翻譯成最淺的白話文說出來。2014 年創辦綠學院,同時為 Green Impact Lab 綠色創業加速器的共同創辦人,著有《綠領建築師教你設計好房子》一書。

原文刊登於綠學院,INSIDE 經授權轉載。

2025 年大年初二,你按照往年慣例,準備拜年禮,跟著老婆、帶著小孩,到岳父家拜年。岳父岳母擺出滿滿一桌年菜招呼回娘家的兒孫們,大夥兒正在餐桌上聊天八卦時,忽然啪的一聲,停電了。  

今天工廠沒有開工,大年初二人人都出去玩,家裡也沒開冷氣,怎麼可能停電呢?你岳父咕噥著,一邊去查看家裡的「不累尬」(無熔絲開關,英文為 Breaker)。

這隻停電的黑天鵝就跟新冠肺炎一樣,難以預測,極不尋常,但是真的發生了。

真奇怪,照理來說,停電發生機率最高的時間點,應該是炎熱的夏日大家搶著用電的時段,工廠產線全開,你家、辦公室、餐廳、百貨公司所有的冷氣也全開,電力吃緊,因此當一個機組出問題,頻率變動,系統電壓變動,區域內就跳電了。

但是你錯了,真正的風險不是炎熱的夏日,而是春季及冬季,因為這段期間再生能源的發電量太多了!

資料來源:2018 年 8 月 8 日再生能源併聯運轉研討會
資料來源:2018 年 8 月 8 日再生能源併聯運轉研討會

2025 年,離岸風電已經興建完成,集中在中部彰濱外海,這些風力發電會併入中部電網;而太陽光電裝置容量 20GW 也早已上工,集中於中南部地區,多併入南部電網。冬季的東北季風,加上穩定的日照,大量且具高度集中性的再生能源併入區域的電網,且為了讓綠電先行,在過年期間用電需求大減下,大多數傳統機組勢必得減少發電運轉甚至是解聯,這時再生能源的發電占比將是最高的時候,少了傳統機組提供的輔助服務及轉動慣量,如遭遇到再生能源發電大幅變動或是設備故障,將導致電力系統的穩定運轉產生衝擊,最慘的情況是頻率持續下探就像煞不住的卡車,你我就被無預警的停電了。

你說,不要讓綠電先行,過多的再生能源不要讓他併網,不就解決了嗎?

但是綠電不用實在太可惜,有沒有什麼辦法可以既用上再生能源,又不會讓電網出問題的?距離 2025 還有五年,既然都能預測出這隻黑天鵝,我們可以提早開始準備,2025 年大年初二你去岳父家時,什麼事情都不會發生。更棒的是,我們甚至可以替再生能源公司找到新商機,除了賣綠電之外,還可以再賺其他的錢。

我們這樣開始想。首先,台電要想做好電力調度,就必須掌握發電端的發電量,也就是所有可用之兵的作息,包括活潑的再生能源;同時必須掌握需求端的用電量,要正確預測你什麼時候要用電、要用多少電,然後用最經濟、最有效率的方法滿足兩邊的需求。有掌握,才談得上調度,否則你根本不知道應該用什麼武器上場打仗。

但是實際上,現在的台電並沒有能力掌握再生能源發電端的即時發電量,再生能源這個可用之兵時常走來走去,還會擅離營區,誤差會達到 10%。

以目前運行狀況來看,再生能源的發電量預測誤差就已經大約 10%,換算約為 24 萬瓩,此誤差量連系統備轉容量之 1% 都不到,這種誤差對台電這頭大牛來說,扛得住。

但是 2025 年的誤差 10% 是什麼概念?光是計算太陽能的部分,就直接躍升到 160 萬瓩(如果只算八成的發電量),約佔系統備轉容量的 5%-7%,等於是三分之一台中火力發電廠的發電量。不同時間點的 10%,可以帶你從天堂直達地獄。

台電又在恐嚇人民了吧?台電從遷台以來就牢牢掌握所有的發電、用電機密,怎麼會說沒有能力即時掌握發電端的發電量呢?

因為裝置容量 1,000kW 以下的再生能源發電設備,可以不用時時刻刻回報他們現在的發電量有多少。時時刻刻回報,再生能源公司可是要多花錢的。這原本是政府為了提供誘因讓再生能源公司願意設置小規模的案場,但最後演變成有些再生能源公司為了節省成本、躲避法規、審查程序等,拆分大案場成為多個小案場,因此原本的美意成了漏洞。

以個別公司的角度來看,都覺得誤差那麼一點時間有什麼關係,我又不是不回報發電量給你,晚一點而已嘛。嗯,以個人的角度來說,得了肺炎還在外面趴趴走是我的人權,不能怪我吧!

但是自從肺炎之後,我們懂了。我們每一個人,都不可能無限上綱人權、民主、平等,因為活在這個世界上,我們彼此的生命是相互依存的,天下太平的時候當然可以高談人權、民主、平等,每個人都覺得自己的利益最重要,但是當系統性風險發生時,什麼叫做追求個人利益極大化?你的利益,要靠所有人共同合作才能得到,靠你一人你扛得住嗎!

幸好這件事有解方。我們之前在《太陽能和風力發電併網的神救援!三分鐘帶你搞懂電力輔助服務》文章中提出六大策略,其中之一就是必須立刻提高發電端和需求端的預測能力。

我們應該運用科技,提高再生能源發電預測的準確性與重新調度程序,以及增加電動車充電負載變動的參數進電力系統中。理想上必須準確預測明天 24 小時的發電出力,電力調度中心在日前機組排程(Day-ahead unit commitment)作業才能準確且有效進行。

這種預測能力,就是再生能源管理系統,也就是我們說再生能源公司可以再賺的錢。下一篇,我們將從再生能源管理系統展開,談一個正在發生的商機:電力物聯網。

責任編輯:Mia
核稿編輯:Chris


上雲猶如太空探險之旅,iKala Cloud AIOps Services協助企業輕鬆穿梭多雲環境

人類從上個世紀積極探索外太空,為了將太空人送上天際必須克服各式挑戰,而現代企業要從「地端」飛向「雲端」,困難程度有過之而無不及。iKala Cloud AIOps Services 提供多項關鍵服務,幫助 IT 團隊輕鬆悠遊多雲環境。
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探索外太空,曾經是國際間的科技競賽,近年 Tesla 創辦人馬斯克更準備把太空旅行當成商業服務,預計 2026 年要帶著人類登陸火星。完成一趟星際旅行,需仰賴嶄新的科技及跨科學精密計算,但你知道嗎?現代企業要從「地端」飛上「雲端」,其實挑戰程度不亞於飛向太空。

對企業資訊管理者來說,有限的 IT 資源無法應付繁重的維運項目,加上同時管理公私有雲架構更顯困難、資安管理複雜,例如需要人工執行過濾警示,各種大大小小挑戰不勝枚舉。換言之,企業想航行雲端,就像打造火箭需要龐大資源及人力。不過,現在有更輕鬆穿梭雲端的方式,就是使用雲端技術服務商 iKala 所提供的 AIOps Services(自動化雲端託管服務)

火箭升空前的全盤規劃:iKala AIOps 擬定系統架構規劃、教育訓練

完成一趟太空之旅,必須做足各種研究,例如精準計算飛行軌道、降落定位點、燃料耗用數、與地球通訊設定…等。

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GCP 教育訓練課程多元,包含 GCP 基礎架構(網路設定規劃、權限控管、計算資源等)、大數據與機器學習(大數據分析 Pipeline、BigQuery、ML 模型訓練與應用)、軟體開發技術與流程(容器化、CI/CD、DevOps)等。因為 iKala 團隊取得 10 多項 Google 專業技術證照,才能在企業規劃雲端轉型的前期就一步到位,規劃出整體藍圖,提供更全面的解決方案建議。

火箭升空中的精密操作:iKala AIOps 輔助即時技術維運、資安管理

當火箭準備就緒、升空倒數之際便是決定這趟太空之旅能否成功的關鍵時刻。從太空人的行前訓練與身體檢查,到火箭的引擎測試完成,如果有靜電或一點火花都可能引發爆炸事故。光是在升空階段,太空總部就要有結構、熱控、姿態控制、資料處理、電能、遙傳指令、推進以及飛行軟體等龐大的系統工程師在旁待命。

換言之,企業 IT 移轉雲端過程就像火箭發射的當下,需要有專業、經驗足夠的工程師,才能即時協助企業順利上雲,甚至快速排除緊急的狀況。對此,iKala Cloud AIOps Services 提供兩大關鍵的幫助:技術維運、資訊安全管理。

iKala Cloud AIOps Services 的技術維運服務內容,提供 7 x 24 的 Help Desk,像是緊急 GCP 問題報修、產品使用技術諮詢;或是事故管理,如搭建監控系統、設定規劃告警政策、規劃日誌收集與留存。每月也會提供企業維運報告,報告書有營運效率檢討、流程優化、新服務項目、營運系統建議等。

至於資訊安全管理方面,除了基本的 GCP 專案權限控管掃描、應用程式 OWASP(Open Web Application Security Project)前 10 大項目資安弱點掃描,同時也針對近年相當受重視的 DDoS 防護,iKala 可協助企業導入 GCP 平台的 DDOS 防禦機制。iKala 掌握多年軟體開發和雲端管理經驗,可分享給客戶 DevOps、AI 第一手實務的作法與經驗。

火箭升空後啟動自動導航:iKala AIOps 提供 AI 自動化監控、帳務管理

當火箭成功升空後,太空人為了執行下一階段任務,這時候火箭就需要轉換成自動駕駛模式,或在探索其他星球時,出動機器人來協助執行人力無法負荷的任務,讓太空人專心處理更關鍵的工作。換言之,上雲後的 IT 架構就像升空後的火箭,應該減少 IT 人員的負擔,甚至不需浪費例行時間,就能夠快速掌握整體資訊系統的運作狀況。

不過要讓 IT 架構像火箭具備自動駕駛功能,勢必需要相當高的技術門檻,而 iKala Cloud AIOps Services 正好有相對應的服務。如此一來,IT 人員的生產力就能投入在更具商業價值的研發專案,讓 IT 部門轉型成可創造產值的單位,而非單純的後勤支援角色。

盤點 iKala Cloud AIOps Services 在此環節共有三大類服務。其中一項是 AI 自動化監控與通報服務,幫助 IT 成員主動監控系統,掌握是否有異常操作狀況。其二是帳務方面的管理,幫助企業產出雲端服務月用量帳務分析報告,針對軟體授權需求,整合出帳至  Marketplace 與第三方服務商,自動化做到 License 採購管理。

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事實上,雲端託管服務(CMS)是目前最夯的新趨勢,根據市調公司 MarketsandMarkets Research 報告指出,全球雲端託管服務的市場規模,預計從 2020 年的 624 億美元,到 2025 年成長至 1,162 億美元,複合年增長率(CAGR)為 13.3%。代表未來有大量企業採用 CMS,以降低 IT 基礎設施的投資成本及風險,藉此提升企業營運的競爭力。

由此看來,企業的數位轉型,就像上個世紀的太空軍備競賽一樣。「時間就是決勝點」,越晚起步的公司與其他數位能力領先群的企業相比,差距只會越來越大。現在就攜手 iKala 嘗試 iKala Cloud AIOps Services,打造穩定的 IT 系統、邁向數據驅動的商業模式,讓企業在數位世代站穩腳步,輕鬆穿梭多雲之間。

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