建立市場運作機制 實現電力系統可靠度

在能源轉型的過程中,電力的重要性日益升高;如何能夠建構電力系統的可靠度與韌性,更成為各國政府和市場參與者所要面對的挑戰。工研院電網管理與現代化策略辦公室和台灣電力與能源工程協會就邀請美國德州電力可靠度委員會(Electric Reliability Council of Texas,ERCOT)的黃舜賢博士,分享美國德州透過電業的管制與調度,以實現電力系統可靠度的機制,並提供國內推動能源轉型之借鏡。

美國德州ERCOT調度與管控電網經驗,可供台灣參考學習。

特別是在美國三大電網中,由ERCOT所負責調度的德州電網,是唯一沒有跨州運行的系統,僅有少部分直流電力與鄰近電網連結,相對也就如同是個獨立運轉的電力系統,和台灣的電網型態相當類似。並在德州電網規模約為台灣二倍之下,ERCOT服務範圍含蓋了當地90%的電力負載,最高供電峰值則是在2018年7月時的73,473MW;同時也因德州領地廣闊,光是ERCOT管轄電網的輸電線長度合計就超過46,500哩。

在經過電力自由化等歷史發展因素下,由德州議會所責成設立的ERCOT,是個獨立且非營利的中介機構,主要任務就是要維持電力系統的可靠度(Reliability),以及協助發電業者進入ERCOT所管理的電力市場,並使電力的批發與零售市場都能具有競爭性。比如當發電業者有意願建置新的發電設備,並將電力輸至ERCOT的電力系統中,ERCOT就有義務協調輸電業者設置輸電線。

因此在ERCOT的角色與責任下,並不擁有任何發電機、輸配電線等設備,或是實際參與市場營運,而是要監督、管控電力市場的運作;尤其是要在最佳的成本效益之下,來維持電網的可靠度。這當中還包括要避免市場機制設計的偏頗,或是有業者出現不當行為,進而影響電力市場的競爭性等;例如在開放競爭的零售市場中,電力公司就會提供許多方案讓用戶選擇,而且可以很方便地經由網路等方式申請。

並在能源轉型的發展下,德州電網的結構也受到相當大的衝擊;以2018年的裝置容量中,雖仍以天然氣複循環(Gas Combined Cycle)發電為主、占35.6%,但風力發電占比也以21.3%居次,並和太陽能發電的規模都預期將持續增加。更重要的是面對發電較不穩定的再生能源,要提升電力系統可靠度的挑戰就更高;像是藉由線上即時的發電數據和業者報價,ERCOT已可達到每五分鐘更新調度,確保能以最低價格來滿足用電需求,也避免讓輸電系統過載。

同時為能落實電力系統的可靠度,ERCOT除了必須依循聯邦政府制定的可靠度標準和監管,在所屬境內也需要受到德州公用事業委員會(Public Utility Commission of Texas,PUCT)的管轄,以及由第三方獨立單位進行市場監督。此外,由ERCOT執行的市場規則或修訂,則是透過電力產業參與者針對各項議題組成的工作小組共同討論和提議,再交由技術諮詢委員會及董事會批准;也就是ERCOT僅能提出建議並根據決議來實行,讓利害關係人來決定電力市場的運作方式。

 

(本文由美國德州電力可靠度委員會ERCOT博士黃舜賢同意授權轉載)

 

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