Fw: [討論]電力備轉容量率與UPS

[ggg12345 (ggg)]

※ [本文轉錄自 Gossiping 看板 #1PeKkjyL ]

作者: ggg12345 (ggg) 看板: Gossiping
標題: [討論]電力備轉容量率與UPS
時間: Sat Aug 26 18:21:30 2017


※ 引述《momogo11 (Gs)》之銘言：
: ※ （中央社記者溫貴香台北21日電）行政院長林全今天表示，電力備轉容量率如果超過15%是浪費；「7.2%是現階段能源轉型的下限，不要低於這個水準。」
: 林全上午到立法院專案報告815供氣中斷導致停電事件並備詢，中國國民黨籍立法委員
: 王育敏質詢時表示，備轉容量率訂多少才合理？
: 林全答詢表示，據台灣電力股份有限公司給的數據，依過去歷史經驗，如果維持7.2%可
: 應付所有危機。他說，7.2%是下限，最好在7.2%以上，據過去歷史經驗，備轉容量率7.2%
: ，缺電問題不會發生，當然希望更高一點，現在是能源轉型時刻；15%是上限，太多其
: 實是浪費。
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為何需要備轉容量?
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%82%99%E8%BD%89%E5%AE%B9%E9%87%8F

調整備轉容量（regulation reserve/frequency-response reserve）是用來控制電網頻
率。當負載增加，渦輪轉速會減慢。要穩定渦輪轉速和電網頻率，需要即時增加發電量。
但調整備轉容量的發電量很少，而且由電腦自動控制，所以不會當作備轉容量的一部分。

這是指運轉中的發電機, 若供電時碰上超額負載(電流超載)是會跳脫不供電的. 電力公
司的供電是交流電, 使用固定頻率(如台灣使用美規60HZ). 超載發生時, 負載超出發電
能量, 發電機的轉子會被負載拖慢. 如果發電機的控制裝置就會透過反饋自動調整提高
送給發電機的能量, 若最大供應能量還足以應付瞬時超載, 轉子頻率就能調整回來. 所
以說 "不會當作備轉容量的一部分".

wiki 上附個圖是從 failure occurs 劃起.

如果負載超出發電設備(包含蒸汽透平)的最高供應能量, 發電機的保護機制就會讓發電
機停轉跳脫, 那就是圖上的 filure 發生.

"電力公司通常以最大發電機的發電量加上峰值負載的若干百分比作為運轉儲備的下限."

如果超載跳脫的發電機是最大發電機, 預防上, 當然是找一台最大發電機來儲備, 才能
補上跳脫的萬一缺口(就是那台最大發電機萬一發生 filure).

顯然, 這台 熱機備轉容量（spinning reserve）的發電機發電量是能從台電的一堆發
電機中找出最大發電量的來. Wiki 圖上劃的是故障5分鐘後啟動, 十分鐘後是以故障
機的三倍量供應.

以前使用燈絲燈的時代, 碰上有大電力設備啟動時(如工地的大吊車馬達), 常會發生
短暫燈光一暗, 這應該是 調整備轉容量（regulation reserve/frequency-response
 reserve）範圍的事. 但若看圖上的 熱機備轉容量（spinning reserve）的發電機發
電上來的時間要求來看 是十分鐘內啟動接替. 這種反應速度對現代依賴電力設備的機
器言是不夠的.

電腦機房是依賴UPS 系統
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8D%E9%97%B4%E6%96%AD%E7%94%B5%E6%BA%90

這種不斷電系統都要靠蓄電池充放電. 容量是受到很大的限制, 如果是在線式的工作
方式, 負載端是不會感受到任何電力供應的波動.

這種設備當然非常昂貴, 若沒有 熱機備轉容量（spinning reserve）的發電機發電
通常是撐不過十分鐘.

一般大樓裡的緊急發電機都屬  冷機備轉容量（non-spinning reserve/supplemental
 reserve）是指未連接到電網，但可在短時間（約10分鐘）內使用的發電量.
這類 緊急發電機 大部份是柴油發電機, 才能在十分鐘內啟動供電, 但是通常容量不
大. 要長時間緊急發電還得靠大量的備用柴油槽儲油.

若是電子設備(如電腦機房, 半導體製造)公司為了怕停電, 不僅要有緊急發電機還得要
有 UPS 系統. 100 KVA 的UPS系統在199X年代需要 NT$100萬以上.

電力供應無法穩定, 電子設備(如電腦機房, 半導體製造)公司只好逃離台灣.

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 220.137.121.112
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1503742893.A.F15.html
噓 AppleOuO: 討論是三小
→ yesonline: 都給你講完是要討論甚麼
推 nerevian: 沒空 世大運轉移焦點中
推 justwater: 同行給推
噓 pinkowa: 桶
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1.熱機備轉發電機是否需要與發電機在同一個發電大樓內?
  理論上應該可以分散在不同的位置, 但要能將電饋入到同一負載.

2.需要電力供應的公司可以自備 熱機備轉發電機或冷機備轉發電機, 但離線的
  冷機備轉發電機還需要類似 UPS 的同步電力投入設備才能供應馬達類機器使
  用.

3.要完全自動頻率同步, 不發生異步問題. 最簡單還是需要 UPS 的直流轉交流
  後的自動變頻與頻率追隨裝置.

4.熱機備轉發電機是低供應能源下, 先與電源線上頻率同步, 再隨負載自動調整
  輸出電流跟上需求的消耗功率.

5.太陽能的光電轉換, 得到的是直流電源, 若要配合電力線使用, 通常需要類似
  UPS 的同步變頻裝置.
※ 編輯: ggg12345 (220.137.121.112), 08/26/2017 22:19:32

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
※ 轉錄者: ggg12345 (220.137.121.112), 08/26/2017 23:24:25
推 lisasweet: 那這個工業備轉容量為何要由台電來支應?
→ lisasweet: 早期的說法因為電業法的限制,所以現在修正電業法
→ lisasweet: 這些號稱可以影響台灣數萬GDP的工廠,如果有需要會擔心,
→ lisasweet: 就自己蓋一座供自己用電小電廠吧. (能有這樣的產值,
→ lisasweet: 投資一座小電廠也不是問題;而且政府還幫忙想好了,如果
→ lisasweet: 工廠有時不需要那麼多電,就可以讓台電若供電不足時,收
→ lisasweet: 購給民用~~~~)
→ lisasweet: 至於對台電和民眾的好處則是: 就不需要這麼高的備轉容
→ lisasweet: 量,不足時則多了購買民間電廠發電一條路可走.)
→ lisasweet: 同時也剛好可以慢慢讓台灣從現在到2025(或更遠)逐步轉
→ lisasweet: 成綠電 ; 同時工廠也不用擔心沒電~)
→ lisasweet: 當然原文所提的其他問題也可以解決部份了~~~~
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1. 把集中的完全分散, 就財產權的分配言, 人性上喜歡.
2. 就執行的效率言, 分散可以讓工作分工, 讓每個處理單元都有事做.
3. 但就成本言, 分散會隨處理單元增加而增加, 若處理的項目細分時, 每個處理單元
   是否只有前後順序間的管控訊息要傳遞? 若處理單元間也必須互相傳遞訊息, 此時
   增加的訊息通道是處理單元總數N的N*(N-1)倍. 管控的訊息通道需求會限縮細分.
4. 把能量的產生分散供應, 就跟處理單元分散處理一樣, 會產生是否能合併共同產生
   一個能匯集眾力的大合力, 尤其是能源問題.
   譬如一輛車需十馬力, 用十隻一馬力的馬來拉, 至少需要有一個集中統籌號令的管
   控發令裝置(例如馬夫), 同時至少要有十個號令的接收裝置(馬要有同時能接收廣
   播號令的耳或眼). 就馬而言, 每匹馬還要有一套軛與套繩分別來拉馬車.
   如果有一匹神力的馬車(十馬力), 管控設施的需要會讓人選擇集中式的神力馬.
5. 十匹馬拉的馬車, 能分別將馬擺在十個不同的地區嗎?
   若不能把馬的馬力能源轉換儲存, 就無法靠儲存裝置的存放能力來集中供應.
   電力是一種能把機械能轉換成電能的設備, 但其儲存裝置卻很難長久保存, 也很難
   快速轉換. 轉換, 傳輸, 存取都會造成能源效率損失.
6. 微電腦的PC把大型主機變成分散式處理, 分散式處理就是靠多餘來避免集中式
   的致命性損壞, 但也拉起通訊通道的網路需求. 在此種趨勢中, 集中式的伺服
   器或資料中心就是在避免過度分散造成的通訊瓶頸.
7. 做為服務的供應方在資本主義的市場操作下, 資方不會喜歡分散式的多方供應,
   也就是企圖壟斷, 造成獨佔或寡佔的共應價格操縱. 這是一種管控的企圖,
8. 以前的工業工廠都集中在能源能就近供應之處, 水力, 煤力產生的能源都是就近
   取得. 石油因海運方便而改變這趨勢, 造成幾個油源供應大國都欠缺石化工業.
9. 油源的大量存儲與分配輸送是電力能源難以競爭的關鍵, 所以電動車還需要改從
   氫氧電池下手.
10.集中與分散會受制於致命與多餘容錯, 複製成本 與能源轉換效率等的限制.

※ 編輯: ggg12345 (220.137.130.61), 08/27/2017 10:54:09