【N-1原則做不到 台電電力配置破大洞!】
今天再度發生發區限電事件,讓很多人在家中防疫的民眾大吐苦水,電力是民眾宅在家中之所需,不僅是產業問題、民生問題,更是疫情壓力中的重要生活品質,但台電的電力管理顯然出了很大問題。
最重要的,台電沒有做到應有的「N-1原則」,也就是電力系統N個元件中任一獨立元件,例如:發電機、輸電線路、變壓器.....若故障不能用,系統穩定性還是可以不被破壞,系統不會崩潰停電。
附註:N-1原則不是N+1的筆誤,這原則又稱為單一故障安全準則,查詢查N-1 criteria ,或N-1 principle,就有很多英文文獻。
#台電電網改善過慢 電力需求估算錯誤
上次台電因變電所人為操作失誤,導致四部機組一次跳脫,系統頻率瞬間下降,只能開始在下游卸載分區限電。這樣的事故還能理解,但今天僅一部機組故障重啟,就造成電力不足,不論是歲修排程有問題,電力需求計算錯誤......台電都難辭其咎。
而雖說興達一號機是燃煤機組,升載較慢要大概6小時,但本次從2點29分重新升載併聯發電,應該晚間差不多要能接近滿載,為何晚間卻出現停電狀態,是否機組還有其他狀況?台電需要解釋清楚。
通常應對電網機組跳脫事故,有四個應對方式:需量反應、儲能系統、發電機組及自用發電設備,台電雖進行應對,但能掌握的 「快速型需量反應」 過少,缺乏儲能系統(大電池或電容)的建置,目前燃氣與水力等快速應變機組,很遺憾地均沒有餘裕或是足夠的建置,加上社區型微電網目前也不普及,就會出現大型機組事故時需要限電的窘況。
#北台灣很缺電 中南部不缺電
能源政策大家都很會說,但要兩年之內要能夠解決台灣電力的危機,唯有北中南三大燃氣電廠建設案要完成,北部三接送大潭、中部中火換燃氣、南部興達換燃氣。讓北中南都能確保電力供應無慮。
唯一能完成的方式,是儘速完成三接,讓大潭新機組能投入運作(+3100MW);另外就是興達(+3900MW)與台中燃氣機組(+2600MW)都完成,煤電備而不用逐漸汰除,這才是最快速安全的作法。同時,增加需量反應調度餘裕,提升儲能系統建置,改善台電內部管理與防錯機制,都是較短時間內能改善電網的作為。
相對的,若要用核能提升基載,至少要再多七年,加以核四有斷層危機,零組件老舊,而核廢料地方政府又不接受,這個方案就很危險又矛盾,整體來看核能目前佔台灣發電量約一成左右的比例,並非高比例。
再生能源建設動得很快,2025離岸風電陸續接上來會有機會拼到裝置容量20%,可是問題在於發電量不均,需要儲電設施,甚至虛擬電廠等概念,這需要儘速建置。持平來看,目前電力設備較偏在中南部,這樣的配置對區域發展來說也不甚平衡。
台灣這幾年用電大增,原因也是景氣優於預期,面對台灣數十年一遇的機運,基礎建設一定要做好,政策走向一定要明確!台灣因為美中貿易戰、世界抗中趨勢、第一島鏈戰略位置,被世界矚目,有許多台商回流,台灣正在歷史的節點,把握住,經濟起飛、產業轉型、能源轉型,當能換來台灣下一代的百年安穩。
電容頻率計算 在 說說能源 Talk That Energy Facebook 八卦
【備轉容量率做假是真的嗎?】
#數字可能沒問題但須清楚揭露 #了解備轉容量
近期有些聲音指向台電的綠燈是假的,備轉容量是假的!而究竟台電的備轉容量有沒有作假?先講結論,沒作假,畢竟行之有年,公務人員也不會拿自己生命開玩笑。然而名詞定義與呈現上,仍與國際間有諸多差異。
▋台電的備轉容量
備轉容量,顧名思義,備好運轉的發電容量,用以應變電網負載變化、電力負載預估錯誤或突發事故。
台電定義的備轉容量為:
備轉容量=系統運轉淨尖峰能力-系統瞬時尖峰負載(瞬間值)
台電會依造每天尖峰能力不同(機組排休、天候條件以及燃料供應狀況),扣除當天尖峰負載得出其備轉容量,而備轉容量率就是將備轉容量再除上尖峰負載。台電定義出10%以上為供電穩定,6%以下則有缺電危機。
這樣比率的定義其實有相當問題存在
1⃣我們無法確定那些機組是備轉
2⃣不同季節時間下的電網(備轉)需求不一,有量的需求,也有比例的需求
因此,當我們看到國外備轉容量在定義上,鮮少會去計算幾%,幾乎都是針對當下電網條件,去計算所需的備轉容量,同時,因為國外電力市場自由化緣故,備轉容量已經被視為電力輔助服務(Axillary Service)的一環,並有專屬的競標市場。
–
▋國外備轉容量率定義
台電的發電參數設定與設備幾乎都參考美國,因此我們便先以北美電力可靠度組織(NERC) 的相關規範(Reliability Guideline, Operating Reserve Management – Version 2, 2017)做備轉容量的講解,於規範中提及的備轉容量就有三種,分別為:
1⃣調節備轉(Regulating Reserve):用以即時平衡電力負載變動、負載預測錯誤以及再生能源預測錯誤之備轉容量。調節備轉容量通常為尖峰負載的2-3%,由過去電網負載預測失誤之平均,但伴隨再生能源的增加,仍須加上其預估錯誤的部分,以致需準備更多調節備轉。
2⃣緊急事故備轉(Contingency Reserve) : 用以電網發生重大事故時,緊急上場救援補上的發電容量,通常包含10分鐘備轉(10-Minute Spinning Reserve),與30分鐘備轉 (30-Minute Spinning Reserve)。10分鐘備轉須能在短時間內替代電網中最大單一緊急事故(Most Severe Single Contingency, MSSC),因此其容量至少得滿足該緊急事故的損失,以台灣為例就是一部核二機組跳機,或它的聯外輸電網絡損壞,導致頓時喪失將近1GW的事件。而30分鐘備轉通常被定義為1.5-2倍的MSSC,用於10分鐘備轉失效後補上的備轉。
因此整體來說,緊急事故備轉大約為2-3倍的MSSC,以台灣為例就是將近2-3GW,相當於5-8%的夏季尖峰用電。但此處的定義明確,並非幾%,會因為電網即時運作狀況有別,例如冬季時就相當於7-11%。
3⃣頻率響應備轉(Frequency Responsive Reserve):用以維持電網頻率或電網慣性的備轉容量。通常是運轉在線的機組就要提供這樣的服務。其需求視該電網系統中的併網頻率響應準則(Interconnection Frequency Response Obligation, IFRO)以及最大頻率變化(Maximum delta frequency, MDF)而定,以美國電網的平均而言,這樣的需求約略為尖峰負載的1%
除此之外,美國部分地區也有所謂快升備轉(Ramping Reserve)來提供電網快速彈性調度的服務,依據其電網需求而定,目前再生能源相當多的加州電網(CAISO)以及美國中部電網(MISO)有推動這類服務。而上述三種備轉容量調節備轉、緊急事故備轉與頻率響應備轉也可見於歐洲電網(ENTSO-E),概念大同小異,但會換個名字,例如它的緊急事故備轉包含初級以及次級備轉,英國電網中則是以STOR(短期備轉)作為緊急事故備轉與調節備轉。
–
▋所以到底備轉夠不夠啦
我想大家到這邊會有個疑問,那到底要幾%才夠?前面已經說了,台電以幾%去定義備轉是有問題存在的。但若以美國系統而言,將前述三種功能備轉相加後得出,10處電力市場中,有4區的備轉容量需求相較於它的尖峰用電量小於6%,有兩處介於6-10%之間,有4處大於10%。
我倒也沒想要對台電做甚麼質疑,但以同樣的標準計算,#台電所需的最低備轉容量率可能為 8-12%。以目前台電所提供的數據,10%的備轉容量率就稱作供電穩定或足夠來說,似乎有必要做更多說明,而台電計算最大供電能力的細節,能否更公開透明也是讓人期待之處。
目前台電揭露備轉容量率的方式也明顯不合乎國際趨勢,但可能與電力市場尚未開放有關,前些日子中有些台電修改備轉容量率標準的新聞,例如10%中須包含一部份的熱備轉以及一部份的冷備轉,其實是合理且符合備轉容量服務精神的,但一樣,這樣的備轉容量定義是否能夠合乎上述簡介中備轉容量的幾種功能,我想都應該清楚且即時的說明。關於呈現的方式,若能比造加州電力調度局CAISO,清楚呈現當天預估的負載,及時供電能力以及再生能源等,都可以幫助消費者更清楚。
另外,有些人認為台電將備轉容量率的計算納入再生能源感到納悶,直觀認為備轉容量應當接受調度,再生能源不該計入備轉。這樣的說法對也不對,同樣於國外的電力市場中,再生能源發電業者,只要能確保其再生能源能在特定時間發出一定電量,例如光電能於中午時分派上用場,其再生能源電廠便能參與備轉容量市場競標。(但以調節功能為主)
而日益增加的再生能源發電是否導致備轉容量需求增加?此題目也須針對三種備轉分別探討,大家可以先想想,日後再慢慢說。
電容頻率計算 在 立錡科技 Richtek Taiwan Facebook 八卦
返馳式轉換器運行在不連續導通模式時,量測功率開關汲-源極兩端電壓的低頻振鈴之頻率,可推算出系統的等效集總電容。然而,此作法並無法確切掌握等效集總電容之組成元素,故難以改善等效集總電容,特別是如主動箝位返馳式轉換器(active clamp flyback converter)及準諧振返馳式轉換器(quasi-resonant flyback converter)等應用中,為減少開關功耗以提升效率,常需較精準的電容值以實現軟開關(soft switching)或波谷切換(valley switching)。
因此,本文藉由分析變壓器與半導體元件的寄生電容特性,並以 RT7736 返馳式轉換器實例,比較理論計算、SIMPLIS 電路模擬以及實際量測的結果。
電容頻率計算 在 電路學98:電感器的串聯與並聯如何計算? - YouTube 的八卦
【基本電學/ 電感與電磁】(#1/#5) - 電感構造、電感串並聯、電感儲存能量 · 電路學108:大 電容 怎麼測容量?|RC一階電路(8) · 基本電學串並聯電路 · 高中基本 ... ... <看更多>
電容頻率計算 在 Re: [問題] CAE計算出"負電容"的問題... - 看板Cad_Cae 的八卦
※ 引述《candy88257 (阿泰斯)》之銘言:
: 我用comsol(其他CAE軟體應該都可以)計算出方形壓電平板
: 上電極1V,下電極接地
: 計算"頻域"(每個頻率下的資訊,如某頻率下的阻抗......等)
: 計算出電容值(C=Q/V)
: 但是計算出來的電容有正的,也有負的,給老師看後,老師說:電容會有負的嗎?
: 老師是想考考我,但是我電性方面的東西很弱,在我的概念裡,電壓電流都有負的,
: 為何電容不會有負的? 在物理學裡面,正負不就代表一個方向性而已嗎(大部分,當然
: 有些不是這樣分)?
: 負電容是不是負電壓造成的電容?
在頻域分析時給邊界條件1V 意思其實是1V*exp(i*2*pi*f*t)
其中f是你的頻率 所以給的是一個隨時間變化的弦波訊號
你計算出來的Q 同樣要再乘上一個exp(i*2*pi*f*t)才是他代表的結果
一般來說你可能會得到一個複數的Q例如(a+bi)
這代表計算出的Q與你給的V不同相位 (你可以把a+b分解成絕對值和相位)
用這種想法 如果你的Q是一個負數 假設是-3好了
可以將之看成3*exp(i*180[deg])
也就是你的電荷是3*exp( i* (2*pi*f*t+180[deg]) )
與你的電位1V*exp(i*2*pi*f*t)差了180度的相位 (當然也可以說方向相反)
你是一個壓電平版上下佈電極 所以應該類似某種LC共振電路
https://ppt.cc/1JJy (可能要放大點才看得到)
如果不考慮能量散失(你的COMSOL模型沒有另外加入damping)
這個東西的阻抗會是純虛數,也就是電流與電位相差+or-90度
那麼你的Q(電流的積分)就會與你的電位相差0度或180了
而這個轉換的分界點就是這個壓電平版的"反共振頻率"
你所看到的"電容"也就好像有正有負了
其實你量到的是整個共振器,介電體中的電容只是其中的一個效應
也就是連結圖中的C0
而C1,L1,R1則是力學系統的等效電路(沒有damping就沒有R1)
綜合起來使這個電路有個共振頻率(電流無窮大)及反共振頻率(電流0)
C0可以從"遠離共振頻率"的阻抗趨勢大致推測而得
或是你知道壓電平板的介電係數也可以直接算出
C1則是可以透過反共振與共振頻率和C0而得到(詳細如何忘了)
大致是這樣:
fa(反共振頻率)/fr(共振頻率) 越大,則 C1/C0 越大
同時這個共振器的"機電耦合係數"也越大
--
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 36.228.106.79
※ 編輯: cccWccc 來自: 36.228.106.79 (02/17 01:33)
... <看更多>