【專題探索】因應國際低碳發展，確保電力供應安全
黃奕儒、林恪亨 (2011/12/12) 《台經月刊第34卷第12期》
氣候變遷、全球暖化議題為國際所關注，自京都議定書正式生效後，全球估計141個國家簽署該協議；已開發國家將率先進行溫室氣體排放減量，歐盟亦自2005年起開始二氧化碳排放權交易機制，同時對於未遵守排放範圍之設備，將依二氧化碳排放量課以罰款，再加上國際間化石能源價格波動頻仍且長期上揚，傳統發電燃料之成本也將因而增加。
因此美、英、德、日、中等國家除了降低化石能源消耗、提升能源使用效率外（表1），更積極尋找替代能源。考量能源多元化及自產的重要性，長期推動非化石能源的發展，例如：風力、水力、太陽能，以及生質能等再生能源發電方式，因具有低碳排放之優點，逐漸在電源結構中占有一席之地，更可望在全球分散式電力市場扮演更重要的角色。
表1 再生能源發展目標
從表1對各國電力政策的整理可以發現，低碳發電在未來發電市場中的占比將大幅提高；然而，低碳電力的發展並非毫無代價，許多低碳電能如太陽光電、風電等具有週期性發電的特質，同時設置區位也與現在電源廠址不同，導致輸電網路必須因應低碳電力的增加而調整。本文主要目的即在於分析具有週期性發電特性的低碳電力對其系統產生的衝擊，以及各國電力部門在配合低碳電力發展下，所提出的因應策略，並提出我國未來發展低碳電力的策略建議。
再生能源的特性對電力系統之影響
雖然再生能源包括風力、太陽能、水力、地熱與生質能等，具有資源潛力、對環境汙染低，以及可永續經營的優點，但再生能源發電有間歇性、隨機性、可調度性低的缺點，無法完全滿足電力消費者對穩定供電的要求，因此大量發展再生能源發電系統下，而未對電網結構做調整，將會影響電力系統。
（一）再生能源對電網的衝擊影響
因風力、太陽能具有間歇性、隨機性的特性，再加上再生能源發電機組容量小，以及儲能技術等問題，大量併網瞬間將會造成電網電壓的不穩定，從而影響接在同一電網上的其他一般電器設備的正常運行，甚至影響到整個電網與系統的穩定與安全。澳洲大型電力網路供應商Ausgrid則警告，如區域的屋頂太陽能板過於密集，將恐導致電力逆潮流的問題，對網路系統造成壓力及電壓升高，造成家用電器的損害，甚至可能導致太陽能系統停止運轉。
（二）對電力品質的影響
隨機性較強的再生能源發電機組對電力品質的影響主要為頻率波動、電壓波動、諧波等。再生能源發電機組的啟動、停止或輸出功率波動在併網後，將導致電網頻率波動、電壓波動，引起電壓跌落等問題。諧波問題主要出現在風電上，主要有兩種方式：(1)風力發電機本身配備的電力電子裝置；(2)風力發電機的併聯補償電容器，可能和線路電抗發生諧振。
再生能源併網、智慧型電網、電網穩定、低碳發電、儲能技術、需求面管理、電力系統彈性、太陽光電、風力發電、系統調度策略
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