โรงไฟฟ้าอัจฉริยะ ตอบความมั่นคงระบบไฟฟ้าไทย ในช่วงเปลี่ยนผ่านทางพลังงาน
19 July 2021
“พลังงานหมุนเวียน” ได้เข้ามามีบทบาทในการผลิตไฟฟ้ามากขึ้น ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นอย่างก้าวกระโดด และต้นทุนที่ลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ดี พลังงานหมุนเวียนยังคงมีข้อจำกัดที่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศในเวลานั้นๆ ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าในตลอด 24 ชั่วโมง จนกว่าจะมีเทคโนโลยีด้านการกักเก็บไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและมีราคาที่เหมาะสมเข้ามารองรับ
ดังนั้นในระหว่างการพัฒนา การมีโรงไฟฟ้าหลักหรือโรงไฟฟ้าที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ต่อเนื่องและเพียงพอต่อความต้องการ จึงยังคงมีความจำเป็นอย่างยิ่ง ในช่วงของการเปลี่ยนผ่านเข้าสู่การพึ่งพาพลังหมุนเวียนในการผลิตไฟฟ้า (Energy Transition)
เพื่อรองรับกับความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น กฟผ. จึงได้พยายามเดินหน้าปรับปรุงโรงไฟฟ้าหลักให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ให้สามารถรองรับกับการเปลี่ยนผ่านทางพลังงาน เพื่อรักษาความมั่นคงไฟฟ้าของประเทศ โดยอาศัยเทคโนโลยีเข้ามาเป็นตัวช่วยในการปรับปรุงโรงไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม
โรงไฟฟ้าดิจิทัล (Digital Power Plant)
มั่นคงได้ด้วยเทคโนโลยีอันชาญฉลาด
สิ่งที่จะทำให้โรงไฟฟ้ามั่นคงได้นั้นคือ “เทคโนโลยี” โดยการปรับปรุงโรงไฟฟ้าในรูปแบบหนึ่งที่หลายคนน่าจะคุ้นหูกันไม่น้อยนั่นก็คือ “โรงไฟฟ้าดิจิทัล” (Digital Power Plant) คือ การนำเอาระบบดิจิทัลเข้ามาใช้งานในโรงไฟฟ้า เพื่อพัฒนาระบบควบคุมของโรงไฟฟ้าให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ปัจจุบันมีการใช้ระบบ PMAS (Predictive Maintenance Analytics System) เป็นระบบที่สามารถคาดการณ์ความขัดข้องเสียหายของเครื่องจักร และแจ้งเตือนล่วงหน้าแบบอัตโนมัติเพื่อให้สามารถตัดสินใจวางแผนงานบำรุงรักษาได้อย่างเหมาะสม และ PMDS (Power Plant Monitoring and Loss Diagnostic System) เป็นระบบที่รวบรวมข้อมูลของการเดินเครื่องและบำรุงรักษาโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม เพื่อนำมาคำนวณและแสดงผลประสิทธิภาพการเดินเครื่อง รวมถึงติดตามและวินิจฉัยปัจจัยที่ทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนของโรงไฟฟ้า
กฟผ. มีการใช้ทั้ง 2 ระบบในโรงไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น โรงไฟฟ้าพระนครเหนือ ชุดที่ 1, 2 โรงไฟฟ้าจะนะ ชุดที่ 2 โรงไฟฟ้าพระนครใต้ชุดที่ 3 และโรงไฟฟ้าวังน้อยชุดที่ 4 เป็นต้น
ระบบเหล่านี้จะคอยเฝ้าระวังแทนผู้ปฏิบัติงานตลอด 24 ชั่วโมง เนื่องจากมนุษย์ไม่สามารถทำได้ เมื่อเกิดปัญหาก็จะแจ้งเตือน บางครั้งอาจเป็นเพียงการซ่อมบำรุงเล็กน้อย เช่น ไขน็อตเครื่องจักรให้แน่น ระบบเหล่านี้จะเฝ้าระวังป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจนนำไปสู่การหยุดซ่อมบำรุงขนานใหญ่ เพราะหากปล่อยให้ถึงเวลานั้น นั่นหมายความว่าเราจะต้องปลดโรงไฟฟ้าที่เดินเครื่องเพื่อทำให้ระบบไฟฟ้ามั่นคงออกไปชั่วขณะหนึ่ง ซึ่งอาจกระทบต่อการจ่ายไฟฟ้า และความมั่นคงไฟฟ้าของประเทศได้
โรงไฟฟ้ายืดหยุ่น (Flexible Power Plant)
มั่นคงด้วยการตอบสนองต่อการเดินเครื่องได้ไว
อีกหนึ่งในการนำเทคโนโลยีเข้ามาปรับปรุงโรงไฟฟ้านั่นคือ “โรงไฟฟ้ายืดหยุ่น” (Flexible Power Plant) หมายถึงการทำให้โรงไฟฟ้าสนองตอบต่อระบบได้ดียิ่งขึ้นส่งผลให้ระบบมีความมั่นคง ซึ่งคำว่ายืดหยุ่น คือ สามารถเดินเครื่องโรงไฟฟ้าได้ไวยิ่งกว่าเดิม เช่น การ Start up โรงไฟฟ้าจากเดิมใช้เวลา 4 ชั่วโมง จะลดเวลาเหลือเพียง 2 ชั่วโมง เป็นต้น นอกจากนี้ การเพิ่มหรือลดกำลังผลิตของระบบไฟฟ้าจะมีความรวดเร็วมากยิ่งขึ้นและสามารถเดินเครื่องได้ต่ำกว่าเดิม โดยที่ไม่จำเป็นต้อง Shut Down เครื่อง ซึ่งหาก Shut Down และ Restart เครื่องใหม่จะมีต้นทุนที่สูงมากกว่า เช่น โรงไฟฟ้าขนาด 700 เมกะวัตต์ สามารถเดินเครื่องได้ต่ำสุด 400 เมกะวัตต์ เมื่อปรับปรุงแล้วจะสามารถเดินเครื่องได้ต่ำสุด 250 เมกะวัตต์ โดยไม่ต้อง Shut Down รวมไปถึงสามารถเพิ่มกำลังผลิตได้ 15 เมกะวัตต์ต่อนาที มาเป็นเพิ่มและลดกำลังผลิตได้ 50 เมกะวัตต์ต่อนาที สนองตอบความต้องการของระบบได้อย่างรวดเร็ว
สำหรับโรงไฟฟ้าใหม่ที่อยู่ระหว่างดำเนินการก็จะมีการนำระบบเหล่านี้ใส่เข้าไปตั้งแต่เริ่มออกแบบก่อสร้าง ส่วนโรงไฟฟ้าที่มีอยู่แล้วก็ต้องพิจารณารายละเอียด ทั้งแผนผังของโรงไฟฟ้าว่าจะต้องปรับปรุงในส่วนไหนบ้าง มีความคุ้มค่ามากน้อยแค่ไหนและงบประมาณที่ต้องใช้
กฟผ. ได้ปรับปรุงโรงไฟฟ้าวังน้อย ให้เป็นโรงไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่น โดยปรับปรุงแล้วเสร็จในช่วงปลายปี 2563 ซึ่งการเลือกปรับปรุงโรงไฟฟ้าวังน้อย ชุดที่ 4 นั่นเพราะเป็นโรงไฟฟ้ากึ่งใหม่ที่มีอายุการใช้งานเหลือมากกว่าสิบปี และต้องการให้เป็นโรงไฟฟ้าทดลองในการเป็นผู้นำในการตอบสนองต่อระบบอย่างรวดเร็ว หรือการเดินเครื่องเพื่อช่วยเหลือสนับสนุนระบบ
ในต่างประเทศโรงไฟฟ้าที่เดินเครื่องเพื่อช่วยเหลือตอบสนองความต้องการของระบบหรือ Ancillary Service นั้น จะได้รับเงินช่วยเหลือ อย่างเช่น โรงไฟฟ้าขนาด 700 เมกะวัตต์ เมื่อมีกำลังผลิตในระบบเกิน ศูนย์ควบคุมระบบกำลังไฟฟ้า สั่งให้โรงไฟฟ้าบางแห่งลดการเดินเครื่องลงเหลือ 500 เมกะวัตต์ โรงไฟฟ้าบางแห่งก็คงไม่ยอมลดการเดินเครื่องลงหากไม่ได้รับค่าชดเชย เพราะการเดินเครื่องด้วยอัตราที่ต่ำลงจะกินเชื้อเพลิงในอัตราสูงกว่าการเดินเครื่องตามปกติ ที่ทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น แต่สำหรับประเทศไทยยังไม่มีการกำหนดในเรื่องนี้ ดังนั้นโรงไฟฟ้าที่จะทำหน้าที่นี้ คือโรงไฟฟ้าของ กฟผ. ที่มีหน้าที่ดูแลความมั่นคงของระบบไฟฟ้าของประเทศ และต้องคำนึงถึงประชาชนผู้ใช้ไฟฟ้าให้สามารถใช้ไฟฟ้าได้อย่างมั่นคง ต่อเนื่อง
สำหรับโรงไฟฟ้าวังน้อยแล้วถือว่าเป็นการปรับปรุงในสเกลที่ไม่ใหญ่ เช่น การนำวาล์ว หรืออุปกรณ์เข้าไปติดตั้งและใช้ระบบดิจิทัลในการควบคุมการทำงาน ซึ่งเป็นการลงทุนที่ไม่สูงมากแต่เพิ่มประสิทธิภาพโรงไฟฟ้าได้ โดยสามารถเพิ่มกำลังผลิตจากเดิม 25 เมกะวัตต์ต่อนาที มาเป็น 50 เมกะวัตต์ต่อนาที และจากเดิมที่จ่ายกำลังผลิตต่ำสุดที่ 360 เมกะวัตต์ มาเป็น 300 เมกะวัตต์ ซึ่งเดิมทีก่อนที่จะปรับปรุงนั้นหากต้องการให้โรงไฟฟ้าลดกำลังผลิต ศูนย์ควบคุมระบบกำลังไฟฟ้า จะต้องสั่งการให้โรงไฟฟ้าวังน้อย Shut down แล้วค่อยเดินเครื่องใหม่เมื่อระบบต้องการกำลังผลิตเพิ่ม ปัจจุบันโรงไฟฟ้าวังน้อยสามารถจ่ายกำลังผลิตต่ำ ๆ ได้โดยที่ไม่ต้อง Shut down ซึ่งถือเป็นเรื่องที่ดีเพราะการ Shut down แล้วมาเดินเครื่องใหม่มีค่าใช้จ่าย ดังนั้นการลดกำลังผลิตจึงมีความคุ้มค่ามากกว่าถ้าเป็นระยะเวลาไม่นาน
อย่างไรก็ตาม การนำร่องที่โรงไฟฟ้าวังน้อยแห่งนี้ จะมีการเก็บข้อมูลการทำงานของโรงไฟฟ้าว่าจะมีประสิทธิภาพและความคุ้มค่ามากน้อยเพียงใด เพื่อนำไปใช้ปรับปรุงโรงไฟฟ้าอื่น ๆ ของ กฟผ. ต่อไป ซึ่งหากในอนาคตเมื่อพลังงานทดแทนเข้าระบบมามากขึ้นและส่งผลต่อเสถียรภาพความมั่นคงในระบบ ก็อาจจำเป็นต้องมีโรงไฟฟ้าที่สามารถเดินเครื่องเพื่อรักษาระบบในลักษณะนี้เพิ่มมากขึ้นด้วย
ท่ามกลางการเปลี่ยนผ่านสู่การพึ่งพาพลังงานหมุนเวียนที่มากขึ้น โรงไฟฟ้าหลักที่ผลิตไฟฟ้าได้ต่อเนื่องยังคงมีความจำเป็นเพื่อรองรับระบบไฟฟ้าให้มั่นคงในช่วงของการเปลี่ยนผ่าน ซึ่ง กฟผ. ยังคงมุ่งมั่นที่จะปรับตัว และปรับปรุงโรงไฟฟ้าหลักให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้รองรับกับความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น ควบคู่ไปกับการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน ที่มุ่งสร้างพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม