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資料時間:2018/7/20     提供者 : 周桂蘭  
 

美國電力輸配送系統投資支出持續大幅增加,智慧電表裝置占全美電力用戶的47%


摘要

美國主要電力公用事業約代表全國電力負載的70%,過去二十年在電力配送系統(electricity distribution system,附圖一)支出大幅上升64%,從每年310億美元上升至每年510億美元,其中資本投資占最大部分,同時期的電力傳輸(transmission)投資也呈現大幅度的增加。(附圖二及附圖三)

附圖一、電力系統輸配送系統圖[2]

附圖二、1997-2017年美國主要電力公用事業每年配電成本支出趨勢[1]

附圖三、1996-2016年美國主要電力公用事業每年輸電成本支出趨勢[3]

電力的配電系統是指將電力由高壓傳輸線降至低壓,配送至家庭及商業使用。影響電力配送成本包括:客戶數量、售電量、電力輸電線距離、尖峰負載最大量。

美國配電系統更新除了現有設備汰舊換新,同時引進先進材料及技術,以因應極端氣候事件,及系統緊急事件的頻率與電壓調控,另外,也為了因應變動型再生能源發電的大量使用。

美國配電系統成本支出用在智慧電表的占比呈現快速成長,至2016年底共安裝了7,100萬個智慧電表,約占全美1億5千萬個電力用戶的47%(附圖四)。

附圖四、全美智慧電表安裝成長趨勢[4]

美國配電系統成本支出用在營運及維護的費用也顯著增加,主要原因來自用電戶成長、變動型再生能源電力增加及暴風雨、洪水等天然災害。


評析

2018年5月台北市發生5次饋線跳脫,包括松山機場二度跳電。目前跳電問題主要在於設備老舊,包括地下電纜接頭、開關等,經濟部要求台電全面盤點,設定老化器材汰舊換新計畫(附圖五)。[5]

附圖五、台電公司配電系統圖[6]

 

台電公司依過去經驗分析饋線跳電原因,設備因素約占30%,其他如用戶、天災、施工等因素約占70%,北部因電纜地下化比率較高,因此,天災因素較少,設備因素相對較高。[6]

台電公司為了改善跳電事件發生,經濟部已核淮「配電系統強韌計畫」,五年內將投入162.5億元推動線路設備更新,同時引進檢測新技術,強化預防性監測,斥資2.3億元把193個變電所智慧化,預防跳電事故發生。[8]

從我國近期北部地區饋線跳電事件及美國電力公用事業在配電系統成本支出大幅增加等資訊,顯示我國傳統電網的配電系統需要加速汰舊換新,引進先進材料及技術,才能因應未來極端氣候變遷及高度再生能源電力發展對電網傳輸穩定性的挑戰。

目前台電公司為因應2025年再生能源發電占比達20%的挑戰,規劃再生能源發電與電網之間輸配電連結方案如下:[7]

短期:台電開放現有的輸電系統的系統線,從配電處拉饋線到光電用地附近,提供業者做「分歧引接」,也就是所謂的T接,業者可以就近將電力輸入配線。開放共用變電所拱位,及開放業者可共用自建升壓站,將業者建置的升壓站供其他業者併聯。

中期:規劃重新拉出新的饋線,或是在既有變電所加裝變壓器。

長期:台電公司訂定「再生能源十年輸配電計畫」,規劃增設加強電力網設備。

關於離岸風電併網饋線,行政院協調由台電統一規劃兩個上岸點,一處是位於彰濱工業區的彰工火力電廠預定處設置升壓站,可提供4.5GW的併網容量;另一處是在芳苑靠近王功的海埔新生地設置「永興開閉所」,就近提供2GW容量給業者併接,再拉線至彰林超高壓變電所。

經濟部與台電公司已於2013年6月全面完成國內2.4萬的高壓用戶的智慧電表系統建置。我國低壓總表燈戶數約1,300萬戶,目前已完成1萬戶安裝,預定2020年完成100萬戶,2024年完成300萬戶低壓智慧電表安裝。2024年普及率約23%,仍遠低於美國2016年已達成的普及率(47%)。智慧電表布建有利於推動需量管理及電力配送調度的重要基礎建設,我國需要再積極加強推動。


參考資料

[1] Major utilities continue to increase spending on U.S. electric distribution systems, 2018.07.20. https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=36675

[2]Electricity is delivered to consumers through a complex network https://www.eia.gov/energyexplained/index.php?page=electricity_delivery

[3]Utilities continue to increase spending on transmission infrastructure, 2018.02.09. https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=34892

[4]Nearly half of all U.S. electricity customers have smart meters, 2017.12.06. https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=34012

[5]自由時報(2018.05.21),經長:近期跳電因饋線老化要求台電擬更新計畫。http://ec.ltn.com.tw/article/breakingnews/2432732

[6]台電公司, https://www.youtube.com/watch?v=C-_H89O7A28&feature=youtu.be

[7]能源報導,“電網夠力、風光給力!再生能源衝上20%”,2017.09.12.

[8]工商時報,“終結跳電, 台電強化配電設備”,2018.08.03.





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