2002/11/05
經濟部能源局
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▓撰文：徐守正
因應電業自由化思潮的興起，有愈來愈多的國家，設法將輔助服務由傳統的發電及輸電服務中分離出來，重新予以正名與定位，並對相關的服務採行獨立的訂價與計費事宜。
>輔助服務（Ancillary Services）容易予人非主要、次要及從屬的錯誤印象，事實上，輔助服務是電力系統運作中不可或缺的服務項目，缺乏相關服務的提供，將使得電力系統運作與電力傳輸變得不完整，並引發一連串與系統安全、可靠度及電力品質等相關的問題。相對於「輔助服務」語意上可能引發的誤解，美國聯邦能源委員會（FERC）則以「併聯系統操作服務」（Interconnected Operations Services）做為對此類服務的命名，就詞意表達的適當性與正確性上，後者顯然較接近此類服務的本質與技術意涵。
輔助服務由於過去多整合於公用電業控制區內的發電及輸電服務中提供，加以各國電力事業昔日營運多側重於電能成本的價格與計費上，系統提供此類服務的成本與其他電能供應成本，如發電、輸電等成本混為一談，其定位、價值與重要性有被扭曲與漠視的情況。
根據美國電力研究院（EPRI）的資料顯示，各類輔助服務佔全美電力總生產成本比例高達10％，年成本支出約120至150億美元，除為重要的電力生產成本外，亦是確保高壓電力系統運作，及支援電力市場交易不可或缺的服務項目。
輔助服務的定義
輔助服務係目前各國電業自由化推動過程中，技術含量較重、分析試驗較為複雜、理論探討與實務作法上仍存有相當大距離的議題，加以各國電力系統特性、管理模式（如對系統安全及可靠度的認知與標準）、運轉水平及市場發展程度均不盡相同，因此在輔助服務的分類、定義、管理與定價上仍存有相當大的差異，相同服務具有不同命名，或不同命名指點相同服務的困擾情況，在各國執行方式的比較中隨處可見。
部份文獻將輔助服務定義為：「系統操作機構為完成高壓輸電服務，並保証電能質量與系統安全所需採行的一切措施」。就筆者的瞭解，輔助服務資源的規劃與運用，除牽涉相當廣泛的電力核心技術與方法的應用外，與各國電力系統對其資源的管理哲學、系統控制的方式，乃至發輸變配電各環節的協調連繫等，亦具有密不可分的關係。此外，為達成各國電力系統預定的運轉標準，亦有賴系統操作機構對各類輔助服務的運用妥善予以協調，因此技術上很難將特定項目的輔助服務費用單獨劃分出來，就連對各項目的服務進行適當的分類與定義，亦存有實務上的困難，例如調頻及各類備轉容量的反應能力及彼此在時間周期上重疊性。
以美國聯邦能源管制委員會（FERC）目前的分類為例，可以發現輔助服務的供應來源與類別，涵括由系統操作機構、發電機組及電網提供的各項服務，依功能的不同則可概略分為：系統控制、發電機提供的無效電力與電壓控制服務、頻率調節服務、電能不平衡服務、各類備用容量服務（熱機備轉、非熱機備轉及替代備用容量服務）、動態排程服務（線上經濟調度）、負載跟隨服務、輸電損失補償服務、系統全黑啟動服務及由發電機提供的電網穩定服務等。相對於上述分類方式，亦有部份國家將發電排程及發電調度等基礎的中央調度服務，納入輔助服務的範疇內。
輔助服務的籌措
輔助服務資源的籌措與運用，視各國實際需要而決定，相關的考量包括：一、電力調度的方式，據以決定輔助服務的供應方式；二、電力生產的結構，據以決定輔助服務的重要程度；三、電網的體質與結構，據以決定對各類輔助服務的具體需要；四、市場管理模式與發展程度，據以決定對各類輔助服務的定價方法；五、電力系統運轉水平與安全標準，各國作法及規定不同；六、系統的量測和監視系統，據以決定適用各類輔助服務定價的計算方法與資訊要求。
就國外案例所示，在競爭性電力市場設計下，輔助服務除可由系統操作機構，或實際提供輸電服務的業者（如綜合電業）本身的資源提供外，亦可由系統操作機構藉由開闢集中交易市場、與特定對象簽訂雙邊合約或定期舉行招標程序等方式，遴選由第三方市場參與者的資源提供。
除前述方式外，部份國家亦允許輸電用戶（發電業者或售電業者）以本身資源，或向其他的市場參與者採購後自行提供。在各類輔助服務中，電壓支援、無效電力供應及全黑啟動因具有較特殊的要求，通常須由輸電服務提供者提供外，其他由發電機提供的輔助服務（如調頻及備轉），則多半可藉由市場交易方式（開闢集中交易市場或簽訂雙邊合約）取得，或者由輸電用戶自行提供。
在輔助服務的成本分攤與費用計算方面，當輔助服務是由系統操作機構統籌安排與協調時，通常是依據市場參與者是否按照系統操作機構之規定或下達的調度指令進行操作，做為成本分攤及費用計算的基礎；當輔助服務是透過集中交易市場以競標方式取得時，則多是由系統操作機構依據市場參與者的投標價格，排定優先次序，安排輔助服務供應計劃，使輔助服務的費用最小。至於各類輔助服務的提供究竟採行何種設計方式為佳，因各國電力系統特性、管理模式、操轉水平及市場發展程度不同，應視各國電力市場之需要、目的與限制條件作適當的取捨。
價格仍是最終問題
對市場開放程度較高且已採行較複雜電力交易制度的國家或地區，對由發電機組提供的輔助服務（如調頻及各類備轉容量），通常係透過以小時為時段的連續交易市場購得，包括於即時交易發生前一日舉行的集中市場，及通常於即時交易發生前一小時舉行的即時集中交易市場，部份國家亦允許由輸電用戶藉由本身的發電資源或與第三方市場參與者簽訂合約的方式，提供各項與發電資源相關的輔助服務。
相對於前述由發電機組提供的輔助服務，與無效電力及電壓控制相關的輔助服務，由於具備就地平衡、分散控制、手段多樣及分析複雜等特性，除部份由併聯發電機組提供外，多半仍由輸電系統各部會視各時段系統負載情況做必要的調節。
在電力市場開放競爭後，由於無法要求發電端（電廠）和需求端（售電業者或用戶）無條件地提供輔助服務，因此有相當多的問題亟待重新安排與解決，例如：計算各類輔助服務的成本與費用（包括設備投資、發電燃料、運轉維護、設備損耗、人員培訓、機會成本與風險補償等）、對輔助服務資源的認証及績效的衡量、判斷輸電用戶使用了哪些項目的輔助服務及其使用量等。
惟就輔助服務資源的規劃與運用為例，核心的問題仍在於如何合理分攤費用及採行何種適宜的定價方式，除了確保供應者回收成本合理利潤外，理想的定價機制應亦能有效提供市場參與者決策所需的價格訊息，使市場參與者能與電力系統的長短期需要相互呼應，當市場供給預期將發生不足時，則應適時提供相對的價格激勵。（本文作者任職於台電公司企劃處）