还记得前阵子的日环食奇景吗？那天不只你休假，太阳能也休假。原本约 1,730MW 太阳能发电量，当天下午生产力一路降到剩 42MW，发电量掉了 98%。想帮助太阳能这位不稳定的先发投手，就要板凳备转容量帮忙。 日环食当天的情况，对目前台电来说不是太大问题，但到了 2025 年太阳光电装置容量 20GW 全部上工时，再遇到太阳能发电量瞬间人间蒸发，台电也只能双手一摊。
电力辅助服务是神救援，备转容量是板凳球员，两者缺一不可
如果你是一个球队老板，遇到先发球员上场打个几分钟后竟然跑去睡觉，基本上你的解决方案就是：多买些后备球员，救援、板凳两相宜。对电力系统来说，李维拉这种等级的神救援，就是电力辅助服务；而一般等级的板凳球员，就是今天讨论的主角“备转容量”。
备转容量，就是坐板凳的发电机组，已经完成暖身，有事可快速上场，包括下面三种：
- 大型机组：例如新式燃气机组
- 中型机组：例如新式燃煤机组、燃气机组
- 小型机组：例如传统燃煤机组、燃气机组、（抽蓄）水力机组
要准备多少备转容量才够用？现在的规定是台电要准备 10% 的备转容量率，备转容量率就是当天发电量和备用量的比例。
准备备转容量，就跟准备板凳球员一样。球队老板要如何用最经济、又确保能赢得比赛的情况下，准备后备球员？同时，你也会想，10% 备转容量率这个规定有无优化的可能？
用球队老板的逻辑，一个球队 25 人，准备 10% 那就是准备个 2.5 人，如果只准备 2 人，少准备 0.5 人，万一需要后援上场的时候就没人了；如果为了要准备这 0.5 人，则这人只好用兼职的方式，平时让他去开餐厅赚钱，要打球时再上场。但因为他是兼职，所以平时练习不足，上场打球可能会漏接，甚至可能因为他餐厅有重要的客人要接待，时间乔不出来，所以季后赛他缺席了。
这是什么逻辑？我从来没有听说过用这种策略经营还能得冠军的球队！这就是备转容量率（%） 来执行电力调度的坏处：夏天会准备太多，冬天却准备太少。
备转容量率是电力供应的马奇诺防线，在夏天，这条防线大概是 3,700MW；在冬天，特别是春节期间，这条防线大概是 2,000MW，根据过去的经验，在一天内最高损失的出力只要超过 1,800MW，这条防线在冬天很有机会轻易被攻破。
我们确实可以让救援投手上场，但现有的电力辅助服务暂时不是李维拉，因此我们先简单理解能守住这条防线的，就是板凳球员，也就是备转容量。
每种发电都有需要的唤醒时间，这些“球员”都有它的脾气，球员会生病（燃气）、请假（燃煤）、睡觉（再生能源）、退休（核能），不是随开随用，也不是说关就关。防线拉这么长，买 0.5 个球员又不能赢得比赛，你必须让球员每场比赛都坐在板凳上，只要教练觉得有需要，随时换他上场才行。用备转容量率来执行电力调度，逻辑上合理，实务上却优化不足。
理想的解法是：用备转容量（MW），不要用备转容量率（%）
台湾电力系统运转调度的准则是“发生最大机组 N-1 跳机事故不能导致低频卸载，即频率不得低于 59.50Hz 连续超过 50 秒”。什么是 N-1？其中的“1”是指电力系统会为了控制电网频率而预备的量能，此量能相当于系统中最大的电力供给来源，翻成白话文的意思是要随时准备一个最大的大型机组当备转。
实际运转时，除符合上述规划外，还须维持系统稳定运转与机组故障后之备援需求，因此一般是使用 N-2 原则。
既然都已经是用“量”的角度在思考，备转容量率（%）何不也改用备转容量（MW）呢？
刚刚说的三种可以出力机组，依目前台电系统，出力大小分别为
- 大型机组可以出力 1,000MW
- 中型机组可以出力 800MW
- 小型机组可以出力 600MW
混搭之后，要达到充足的备转容量，我们可以准备两台大型机组共 2,000MW，安全起见再加上一台中型机组 800MW 为系统调整频率使用，总共 2,800MW 的备转容量，之后再根据再生能源的并网进度动态调整，这样马奇诺防线就不容易攻破。
用备转容量（MW），不要用备转容量率（%），就是我们提出的解法。
One more thing，身为球队老板，你不应该限制教练哪些球员可以用，哪些球员不能用，既然花钱买了球员，就要好好用，不用那就不要买！
在能源业，可怕的不是能源高手比你努力，而是高手的全局思维比你正确太多。恭喜你，透过这篇文章，你与能源高手的距离又拉近了一步。
注：2020 年 6 月 20 日当天下午的日环食，使太阳能发电量减少约 1,688MW，以太阳能发电量最低点时的电力系统总负载 29,295MW 计算，此出力损失约占电力系统总负载 5.8%，几乎等于备转容量率灯号亮橘灯的警戒程度
（作者：杨雅云、严嘉鑫；本文由 绿学院 授权转载；首图来源：pixabay）
