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電力運用「禦」來愈好  中正大學吳元康首創「離島電力防禦系統平台」

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【校園記者蔡依庭/中正大學報導】

 近幾年核能問題吵得沸沸揚揚,想改變現狀卻因替代能源的不穩定而停滯不前。中正大學電機系副教授吳元康研究團隊結合現有技術與電力系統研究專長,耗時五年首創「離島電力防禦系統平台」,讓台電電廠人員從平台系統提供的數據,精確地調整發電機供電量,在穩定供電之餘,也不再白白浪費電。該系統已與澎湖電廠合作測試,不僅準確率極高,也預計申請專利,未來可望將觸角探及其他離島甚至台灣本島,使發電效能邁向極大化。

 「首要之務便是解決離島供電的高成本與不穩定性。」吳元康說,由於離島需要額外的燃料運送成本、人口密度低,且大部分使用柴油機組,「所以離島居民每度電的使用成本都遠高於本島。」他提到,澎湖離島地區的風力資源極為豐富,因此架設風力發電機的效益非常高,因此目前澎湖離島的風力占比也非常高,最大值可高達35%。

 然而自然風變化大且無法人為控制,離島使用風力發電也可能造成供電不穩,「不能說風速很低時,大家就不用電了!」吳元康說,電廠還需搭配柴油機組供電,才能維持離島居民正常用電。以往電廠多仰賴人工經驗控管柴油發電機,稍有差錯就可能發生全部停電的連鎖反應。吳元康也舉例,電力供需平衡就像蹺蹺板,「為了維持穩定,當風速變小,柴油發電機就得增加出力,但通常是幾秒鐘的事,電廠人員要在幾秒鐘內調度電力,真的不容易。」因此電廠人員常為了避免不預期的發電機跳機而多開幾台發電機,白白增加許多發電成本。

 吳元康研究團隊首創的「離島電力防禦系統平台」能即時監控電廠的運作狀況,利用模擬跳機事故後的數據建立資料庫,加上「類神經網路」的技術估測供電頻率最低點與變動率,計算出當風力變動時,是否需開啟其他發電機組增加備轉容量。吳元康表示,該系統首重系統預防性保護,電廠人員可由系統呈現的供電數據得知供電頻率是否在安全值內,即時調配發電機組的發電量,就算發生最嚴重的跳機事故,像是發電量最大的發電機跳機,電廠也能穩定運作,不會影響到用戶用電權力。

 「類神經網路就像人類一樣需要不斷訓練。」吳元康說,類神經網路是一種模仿生物神經網路的計算模型,起初因沒辦法抓到影響輸入參數的數值,影響系統的準確度,經過不斷調整類神經系統輸入變數後,終於讓實際預測的準確率高達99.9%。而「離島電力防禦系統平台」從提出構想到完成,整整花費了五年的時間,目前不僅經過澎湖電廠實測後獲得肯定,也掌握其他離島地區的實際運作數據與接洽測試,更規劃申請專利與本島電力運作評估,期望拓展至本島

 「雖然大家都說未來台灣要無核家園,但無核以後會有很多系統問題出現,必須事先預防。」吳元康說,台灣本身也是海島國家,在講究環保的同時,風力發電也將成為趨勢,因此配套措施必不可少。吳元康研究團隊未來也準備將太陽能等其他再生能源導入系統,預計結合風力與氣象預測、需量反映、機組經濟調度等,要讓再生能源發電極大化。

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發佈日期   /   2016 - 04 - 28
新聞日期   /   2016 - 04 - 28
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