是停電還是缺電?513、517背後的真相是什麼?

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是停電還是缺電?513、517背後的真相是什麼?

513、517兩次的停電事故,讓不少人對台灣的電力感到擔憂,擔心防疫無電可用、工廠產品良率下降,會有這樣的擔憂是正常的,畢竟四年前的815全臺大停電,曾造成數億元的損失,許多人認為是備轉容量不足的關係,但真的是這樣嗎?

2021/05/13大停電背景:

2021年5月13日下午,因高雄路竹興達電廠匯流排故障,導致全台緊急分區輪流停電。隔日下午經濟部亦透過記者會說明,此次故障原因為在進行新機組加入系統前檢測時,工作人員錯誤操作隔離開關,造成匯流排設備負載過高接地故障,導致跳機。

匯流排是什麼?為什麼匯流排故障會引起大規模停電?

匯流排(bus)是一個承載電力輸配的關鍵設備。在發電機組發電後,電力會先傳輸到匯流排,由匯流排經過變壓,再分配至各個電力配送線路。當匯流排故障時,為了避免接地故障產生的高熱波及其他電力設備造成更大的危險,該線路會自動開啟保護設施,自動斷電,發電機組也會跟著自動跳機。

此次事件之所以會引起大規模停電,是因為全台的發電機與電網都相互連結,而引起的連鎖事故。

由於電網中的發電與用電(包含儲存、傳輸耗損等)無時無刻都是相等、平衡的,當有突如其來的大規模電力缺口時,會因為電力需求大於供給,導致電網中交流電頻率快速降低,因過低的頻率可能影響機組運轉安全,所以才導致機組為保護而跳機。

為避免因連鎖跳機反應擴大電力的缺口,電網會根據頻率下降的程度,切離不同程度的負載,來減少電力需求,促使頻率保持穩定,所以才會導致台灣部分地區停電。

(參考資料來源:新興科技媒體中心「513全台停電」專家意見)

2021/05/17分區限電背景:

2021年05月17日20點,台電緊急通知自20:50起,需緊急分區限電,預計影響約56萬多用戶。台電在記者會說明,此次須分區限電是因為夜間尖峰負載超乎預期所致。

因用電量受氣候影響(體感溫度、風速、雨量、相對濕度、特殊活動等),加上 5/17 夜間溫度的確很高,可能是導致該晚間的用電量突然增加的原因。

由於用電量大於預測量,加上台電也指出有機組正在大修或歲修無法上線、水力機組受水情緊張影響,實際可用的備轉容量不夠立馬支援供給,當低於安全運轉的容許範圍,台電就會實施緊急分區限電。

(參考資料來源:新興科技媒體中心「517緊急分區限電」專家意見)

肯定台電努力 但仍須強化預測及調度能力

電力供應攸關經濟與安全,在全球氣候變遷、環保意識抬頭以及綠電發展趨勢下,電力運轉模式快速改變,調度人員甚至要「靠天吃飯」,因此須針對長期電業規劃、發電結構、備用及備轉容量計算方式等深刻地檢討與改善。政府的能源政策「增氣、減煤、展綠」是與世界能源發展趨勢同步的,且考量核廢料無法出口且無縣市願接納,無核是台灣不能避免的選項。

建議政府加速綠能建設,要求台電排除萬難於2025年前完成建置10GW燃氣複循環機組,並要求中油確保氣源可提供充足之基載電源;台電亦應強化綠能發電量與負載之預測,以及各級調度中心因應故電力系統障與綠能間歇性之調度能力,才能免於兩次停電事件再度發生。

(參考資料來源:電力系統調度真的不簡單:513及517停電事故台電面臨的困難)

建議台電調度方面可以增加誘因機制,讓電力調度彈性化,像是用電大戶啟動備用電源、汽電共生廠協助支援供電,協助解決短暫缺電問題;建立分散式能源系統,避免單一電廠造成的風險,像是小型的再生能源發電場,可以就地系統化生產供應當地的用電需求;增加彈性機組,靈活備轉容量組合,因應停電事故發生時,若有許多快速備轉機組,或許能夠更快恢復供電,強化電網的韌性。

(參考資料來源:新興科技媒體中心「513全台停電」、「517緊急分區限電」專家意見)

備轉容量小科普

備轉容量高低與停限電沒有絕對關係,因為停限電的因素很多,可能是因發電端供電不足、需求端用電量太高、或輸配電過程流通不暢導致。當備轉容量低,的確有較高的機率造成停限電,但備轉容量高,仍會因為電網故障、人為疏失、用電遽增等原因,造成停限電。

只要一停電或限電,就認為是因為備轉容量率低或是供電不足的關係,才會導致缺電,所以必須要加蓋電廠。這是對於電力系統運作的錯誤認知唷!

(參考資料來源:EP02:夏日炎炎,還在為備轉容量率低而緊張嗎?)

在規劃備轉時,有分快速備轉與慢速備轉,這兩類備轉的機組容量會加總為台電網站上看到的備轉容量。

快速備轉:指可以立即連上電網的發電機組,例如已經在待機狀態的發電機組、水力機組、燃氣機組

慢速備轉:若要連上電網仍需要經過漫長的啟動、熱機、升載的過程

然本次停電事故,並非備轉容量規模的問題,而是因為頻率快速下降導致電網必須切離負載,以避免更大連鎖效應,這是現有快速反應的發電機組都不足以應付的。因應停電事故時若有許多快速備轉機組,或許可以能夠更快復電。

然而「備轉容量」需要付出高額的成本,隨時讓機組處於待機狀態,我們必須考慮,是否有必要為了偶發、難以預測的事件提高備轉容量,長期付出高額的費用建置?

(參考資料來源:新興科技媒體中心「513全台停電」專家意見)

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