【實戰】太陽能大型電廠關鍵核心，特高壓升壓站工程經驗

2021年完成了太陽能工程職涯第一座大型太陽能電廠，便想將此經驗寫成系列文章，順便整理我的學習成果。

此次大型太陽能電廠包含兩個工程要項，分別是自建升壓站與自設饋線，若排除陳抗等非技術因素，我認為在技術層面，大型太陽能電廠最關鍵的部分在於自建升壓站與自設饋線。

01.升壓站是什麼

將特高壓開關、特高壓變壓器、配電盤、UPS不斷電系統、SCADA系統…等設備，建置於專門設計的建築物內，這類建築即為升壓站。

02.升壓站用途

• 電網系統在生產、輸送、配售的三階段線路中，各階段線路電壓會有所不同。
• 太陽能電廠建置一定規模容量，需併入電網系統中較高電壓的併聯點。
• 太陽能電廠產生的直流電，經變流器轉換為低壓交流電，如前述說明要併接電網系統中較高電壓的併聯點，則需將電壓由低升高，達到與台電變電所相同電壓等級。
• 因此，升壓站的主要用途是負責將低壓電提升至高壓電的關鍵功能，滿足電網需求。

03.升壓站特色

此升壓站採屋內式建置，所有電氣設備皆安裝於建築物內，並配備消防系統和緊急發電機，其優缺點分析如下：

• 優點
• 提高抗鹽害能力
• 提高抗腐蝕能力
• 增加設備壽命
• 減低維運工作量及成本
• 停電時部份設備可運轉
• 火警時消防系統可救災
• 缺點
• 建置成本較高
• 行政申請程序較冗長
• 施工時間較屋外式長

04.升壓站興建流程

興建一座屋內式69kV特高壓太陽能升壓站的整個流程大致分為七個階段，分別是：規劃→設計→建照→施工→使照→驗收→維運。

1. 規劃：依土地範圍、電廠規模、系統容量、台電併聯…等各面向，進行初步建築規劃。
2. 設計：依前述規劃發展各類設計圖、施工圖、BOM表之相關工作。
3. 建造：施工前需向建管單位申請建造執照，取得後還要申報開工及繳納空污費。
4. 施工：依圖說及規範，按計畫進行施工。
5. 使照：施工完成需再向建管單位申請使用執照，取得後才算完備行政程序。
6. 驗收：最後需執行整個升壓站驗收工作，把一些施工中遺漏的缺失再改善補強，增進品質。
7. 維運：太陽能電廠運轉後，升壓站的維護保養至關重要，在維運階段的工作內容包括定期保養(巡檢)、故障檢修、緊急事故處理以及維運紀錄。

05.升壓站防水設計

升壓站結構體設計要特別注意防水功能，因升壓站內擺放特高壓升壓設備，所以針對窗框四周、屋頂排水系統、屋頂防水PU塗層，都需要特別加強。

06.緊急電源迴路設計

升壓站可依法規設置緊急發電機，用於停電時緊急電源迴路使用，再設計方面需注意發電機容量足夠的前提下，可以把其它必要設備加進緊急電源，此案發電機提供消防水霧泵浦、UPS、廢水泵、電動鐵捲門、電動門、緊急照明燈、監控系統之設備電源。

07.建造執照

升壓站施工需優先取得建造執照，取得建造執照後才能申報開工與繳納空污費，申請建造執照是一門學問，最好能找當地申請業者協助，較能順利取得。

08.工程進度表

興建升壓站需仰賴工程進度表控管進度，整段興建過程依序拆解各工項的先後順序與所需時間，評估不同工項同時施工的可能性，再將每一重要工項的先後順序與所需時間繪製成工程進度甘特圖，並透過視覺化甘特圖提升進度控管效率。

09.升壓站安全性

一座升壓站的安全性仰賴三大系統的建置，分別是消防系統、CCTV監視系統及門禁系統。

• 消防系統：消防系統包括滅火器、水霧滅火設備、水霧泵浦、火警受信總機、偵煙探測器、緊急照明燈、緊急發電機，以及可提供緊急發電機滿載運轉8小時的日用油箱。在遇到台電停電時，升壓站仍可持續運轉8小時，等待電力恢復。
• CCTV監視系統：在升壓站周邊及各進出口配置適量的攝影機，同時在監控室安裝攝影主機、機櫃和顯示螢幕，以利駐點人員隨時監控升壓站的環境安全。此外，透過網路將監視畫面上傳至雲端，以便在緊急事件發生時隨時調閱監視畫面。
• 門禁系統：升壓站所有出入口均安裝門禁保全設備，本案採用磁力鎖設計。當出入門開啟時，電路會同步啟動偵測出入門的開關狀態，如有異常會同步發送訊號至對應的保全公司，以便即時處理緊急狀況。

10.重要設備進場準備

升壓站內有兩項最重要也最昂貴的設備，分別是GIS(六氟化硫氣體絕緣開關設備)及主變壓器，在這兩項重要設備進場安裝前，需先行完成9個工項，分別是：樓地板、環氧樹脂、牆面粉刷及油漆、天車安裝、室外承重路線整平鋪設鐵板、設備基礎平台、GIS室門窗及鐵捲門、輕隔間、屋頂防水，前述工項完成後較能確保兩項重要設備進場後的妥善存放。

11.網路速度

升壓站SCADA系統及CCTV監視系統皆需使用網路上傳，因此頻寬是相當重要的需求，在申請網路頻寬時評估上傳的數據量，可申請符合需求的速率一次到位。

12.SCADA遠端檢視

此升壓站建置的SCADA系統支援電腦遠端登入檢視，但不支援手機登入，因我並非SCADA系統專業，所以不知道技術上是否能支援手機登入，在安全的前提下希望未來能開發支援手機登入的功能，以便在遇到緊急狀況時，能透過手機快速檢視系統，克服電腦無法隨身攜帶的限制。

13.進口材料備品計畫

升壓站設備材料也需考量外來進口備品計畫，針對RCP、GCB、GIS、主變壓器、配電盤…等項目，擬定備品計畫以便日後維修更換。

14.建造執照變更

如施工過程中有遇到施工現場與建照圖不符之處，在升壓站建築結構接近完成時，要準備辦理建照設計變更。

辦理建照設計變更，資料準備齊全是一個重點，完整的資料才能加速整個變更申請流程，最好能事先針對資料準備做一個檢核動作。

15.使用執照申請

建造執照變更核准後，接著要準備使用執照申請，申請前有兩個重要項目必須先取得，分別是消防查驗合格函及電信審驗合格函，由消防局核發及NCC電信審驗處核發，除了前述兩項，使用執照申請資料也需準備齊全，與建照變更一樣完整的資料才能加速整個申請流程，最好能事先針對資料準備做一個檢核動作。

16.升壓站驗收

• 升壓站完工並取得使用執照，最後階段性工作就是驗收，驗收前要把整個工程期間重要圖說文件做一個歸納整理，以利未來運轉期能妥善維運。
• 驗收流程：資料審查→現場驗收→缺失改善→缺失複驗→完成竣工
• 驗收重點：建築結構、設備功能、管路填縫、除鏽補漆、名牌標示、環境清潔…等等，改善施工中遺漏的缺失，以提升整體品質。

17.升壓站成本

經由此次經驗，整理出影響升壓站建置成本的幾個關鍵因素：

• 電壓等級：69kV或161kV
• 建物類型：屋內式或屋外式
• 設置容量：太陽能電廠可併網容量

若能在規劃前將上述幾個影響建置成本的關鍵因素妥善評估，才能建造出一座經濟實惠的升壓站。

18.空拍照販售資訊

• 拍攝時間：2021/07/29
• 拍攝地點：雲林縣
• 拍攝器材：DJI Mavic 2 Pro (立即探索最新機種)
• 照片說明：此升壓站擺放重要設備的鐵捲門都是向南面，所以空拍照片都是以南面為主要拍攝角度，下列兩張照片可自行挑選購買下載。

19.小結

興建一座大型太陽能電廠，我覺得技術難度最高且單位面積造價成本最高的工程就是升壓站。

從電學角度來看，其內部核心是電壓等級較高的開關與變壓器，並設置建築來安裝這些設備，升壓站內還有相當多技術細節值得探討，未來再寫成一篇篇系列文章分享讀者。

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