回能策中心首頁
瀏覽人數:968

 

台灣離岸示範風場之風能觀測評估與電網併聯技術開發

 

RCETS四大重點技術之一的「離岸風力發電系統」,其中離岸風力發電計畫由中心林大惠主任主持,主要執行能源國家型科技計畫之相關計畫,影響我國未來發展離岸風力發電及帶動相關產業發展之成敗。

 

本計畫於2013年購入浮動式光達(Floating LiDAR)系統,是利用光達量測技術搭配海上載具,用來測量離岸風場在不同高度下的風況。在國科會經費的支持下,RCETS所採購的海上移動式光達設備,是由加拿大AXYS 公司所生產的WindSentinel 系統。此系統已於2012 年在Muskegon Lake,距湖岸36 英里處,已進行長期的離岸風能調查專案研究計畫。第二台WindSentinel 系統Fishermen’s Energy2013五月首次佈放距離Ocean City東方11英哩的大西洋離岸風場,WindSentinel為AXYS 公司所生產的第三台,也是美國以外的第一台。其採用ODAS所生產的LiDAR技術可量測50~250公尺六個高層的的風速風向及紊流強度等風況資料。

 

目前三家離岸風電受獎勵示範廠商於建置離岸風海觀測塔的過程均面臨程度不一的挑戰與阻礙,在採購風機評估性能與其支承結構強度設計時缺乏風場資料,此時浮動式光達將成為業者提供風況的重要參考依據。RCETS已與台電、永傳能源公司、上緯公司等簽署合作協議書,進行彰化及苗栗海岸的風場測定。本設備初期之主要目標在於針對示範風場進行長期風海氣象觀測及調查分析,開發移動監測技術及風能評估模型,進行短、中、長期之離岸風場風能預測。並利用風海氣象觀測塔之觀測資料作為開發模型驗證,建立我國離岸風電風場風力資源及海氣象資料庫,提供後續離岸風場潛能評估參數與方法。

 

本計畫已經與永傳公司、上緯公司以及台電公司等三家離岸風力示範獎勵獲選開發商研商共同合作,分別簽署合作協議書,將針對苗栗、彰化外海海氣象觀測塔建置與風場評估等事項共同攜手合作。目前正在協助上緯公司進行苗栗龍鳳漁港測風作業,同時與永傳公司進行福海測風作業的前期準備工作。

 

本團隊已購入海氣象觀測塔所需的整套儀器與系統設備,並已安裝於七股金屬中心的中小型風力機系統測試實驗場塔架上進行模擬測試與訓練,成果與經驗可直接轉移至明年建置完成的台電公司海氣象觀測塔上。使用機動性高的浮動式光達(AXYS WindSentinel),分別與三家開發商的測風數據進行驗證,同時協助開發商進行不同區域的風場資源調查作業,將有利於台灣海峽離岸風能評估與資料庫的建立。離岸風場的電能可經由海上的升壓變壓器站,經由海底電纜線及陸上的地下電纜線送至陸上的變電所,再與陸上的電力系統做連接,以達成利用海上穩定風能產生大量電能併入電力系統的目標。本計畫將針對離岸風場之電力系統穩定度與改善、離岸風場併聯電網之電力品質實測及模擬分析等兩大方向進行實務探討。

 

 

                                    整合型計劃架構圖

 

子計畫一:離岸風場海氣象觀測塔建置與觀測技術開發

主要任務為協助台電公司進行離岸風場海氣象觀測塔建置與觀測技術開發。台電公司預計於104年中於彰化縣芳苑鄉外海離岸約7公里處,建造完成海氣象觀測塔一座。本計畫團隊將參與台電公司以及得標廠商在建造海氣象觀測塔期間關於規劃設計與施工監造等階段的工作討論,並在台電公司完成海氣象觀測塔主體的建造工作後,負責所需儀器設備的安裝架設與系統整合作業。105年台電公司負責海氣象觀測塔後續維護工作,本團隊則在完成儀器設備的安裝架設與系統整合作業後,開始進行觀測調查、資料分析與運轉維護等作業,並建立離岸風場風力資源分析及海域生態環境調查分析所需的海氣象資料庫。

 

子計畫二:離岸風場移動監測技術開發與風能評估

以浮動式光達系統機動佈放於離岸風場,初期於台灣海峽離岸風場三家廠商測風塔區域進行量測與驗證,研究移動式光達與測風塔量測數據間的相關性與差異性分析,後期則應用移動式光達的機動特性,大範圍量測台灣海峽的離岸風力資源,以提供未來離岸風場開發所需的重要參考資料。計畫執行內容包括:(1)使用浮動式光達開發移動監測技術、(2)協助離岸風力開發商完成海氣象觀測資料之比對與驗證、(3)建立風力資源與海域環境資料庫、(4)進行風況預測與風能評估。

 

子計畫三:離岸風場電網併聯技術開發

離岸風場的電能可經由海上的升壓變壓器站,經由海底電纜線及陸上的地下電纜線送至陸上的變電所,再與陸上的電力系統做連接,以達成利用海上穩定風能產生大量電能併入電力系統的目標。本子計畫將針對以不同風力發電機為主的離岸式風場,經彈性交流輸電系統(FACTS)連接至電力系統的功率潮流,進行控制及穩定度提升研究以及電力品質量測分析及模擬。