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資料時間:2017/8/16     提供者 : 劉禹伸&簡筠  
 

中油供氣人為疏失造成台電大潭電廠跳機,影響668萬戶輪流限電,分散式電網建構將有助於提升供電可靠度


摘要

2017年8月15日下午4點51分中油台中接收站供氣疏失,台電大潭電廠系統低頻電驛自動卸載,瞬間少了約420萬瓩,造成全台多處發生停電情形。

台電考量晚上用電尖峰,實施緊急分區輪流停電自晚上18點起實施3輪,每輪300萬瓩,每輪50分鐘,共計影響668萬戶,直到8月16日凌晨0時,大潭6部機組全數重新併聯發電。

根據加工處的園區廠商停電損失調查,統計有32家廠商受災,除了上市公司日月光將統一對外提供資料,其餘廠商初估損失約1,400萬元。工業局所轄,因停電遭受損失之廠家數有119家,直接損失約4,159萬元,停工及間接損失約3,188萬元。

在此次815台電全台大跳電事故中,水力發電成為最重要的救援電力,日月潭所屬大觀一、大觀二、明潭、鉅工發電廠下午同步啟動發電,跳接併聯共計276萬瓩,15日大觀一廠5部機滿載,大觀二廠2部機接近滿載。水力發電的特性,就是在缺電停電時可自動啟動發電救援,其中大觀二廠可供100萬瓩,明潭電廠可供電160萬瓩,加上大觀一廠11萬瓩及鉅工電廠的5萬瓩也全部滿載併聯中,希望能度過缺電難關,但考慮到水力維持,也不能長久維持滿載救援。
 


評析

90年代曾發生幾起全台停電事故,多屬天然災害,包括1999年7月29日,因連日豪雨致地基土壤流失,造成台南(編號第326)的輸電線路鐵塔傾斜,以及1999年9月21日,大地震破壞供電設施。2017年8月15日全台輪流限電則屬於人為事故。

為提升發、輸、配電的供電品質,經濟部自2005年7月實施「推動供電可靠度999方案」(簡稱999方案),電力系統供電可靠度大為改善。從圖1可見,2016年達每戶停電時間16.27分之新低點,999方案強化了電力系統,使全台用戶均能享受穩定與高品質電力供應。然而,為了配合政府2025年非核家園的能源轉型政策,再生能源、燃煤及天然氣發電占比分別為20%、30%、50%。根據10605台電長期電源開發方案(圖2),台電規劃未來將逐步以燃氣與燃煤發電取代燃油與核能發電。目前備用容量率已低於目標值,加上核一、核二2號停機,使尖峰用電各發電機組需滿載發電,因此,增加了集中式電力可靠度風險及供電穩定的脆弱性。


圖1、電力系統供電可靠度[7]

圖2、長期電源開發方案[9]

根據能源統計月報可知,我國電力消費(見圖3) 以工業部門為主要電力用戶(占53.1%),其次為服務業(占19.2%)與家戶(住宅部門占18.5%),因此若發生電力供應短缺,造成大規模停電,不單影響人民的生活,更將減少我國工業及服務業之產能,造成經濟損失。

圖3、我國電力消費結構(按部門別)[8]

根據IEA統計資料 (見圖4),能源處境類似灣的日本、韓國、新加坡等缺乏能源稟賦的亞洲國家,目前主要仍以化石燃料發電,其中燃氣發電日本占44%、韓國占24%、新加坡占95%,燃煤發電日本占32%、韓國占42%,而核能發電日本占1%、韓國占28%。惟化石燃料發電多採用集中式發電,一旦電廠發生事故,造成影響規模較大。同時,集中式電網在輸電過程中,電能需經過遠距離輸送,易造成電源損耗。相對而言,再生能源分散式電網在需電區域附近,設置發電設施,藉此減少輸電過程中的電力耗損。若配合儲能技術的提升以及需量管理相關措施的實行,當電廠事故發生同時,可提供即時的備用電力支援。前述各國為提升電力需量管理效率,致力發展分散式電網,然因各國能源稟賦、發電結構、地理環境等條件皆有不同,以下就各國電力消費結構(圖4)與其推動分散式電網相關做法(表1)進行盤點。
圖4、各國電力消費結構 [8]、[12]

表1、各國發展分散式電網相關政策實績[13]-[18]

國家

分散式電網的相關政策與實績

美國

美國能源部(Department of Energy, DOE)於2003年7月發表Grid 2030規劃,將應用資通訊技術(ICT)提升電力系統運行及控制效率,以建構有效率且可靠的電力網路,同年再提出國家電力技術路徑圖(National Electricity Delivery Roadmap),將全國電網依照大陸型國家之特性分為「基礎主幹(Backbone)」、「區域連結網絡」與「區域配電、小型及微電網」等3個構面。

美國能源部提出的電網現代化倡議(Grid Modernization Initiative),提出永續及完整的儲能與太陽光電整合計畫(sustainable and holistic integration of energy storage and solar PV, SHINES),藉此加速電網現代化,促進傳統與再生能源整合,以確保電網調控之彈性。並於2016公布了包括動態負載管理、先進預測技術、電廠通訊及控制系統、智慧建築及智慧電器等六個研究項目。期能促使再生能源發展,確保美國分散式電網之效率及韌性。

德國

德國發展再生能源,並制定扶持計畫,應用於分散式電網。波士頓顧問集團(BCG)研究報告指出,2030年,德國將有1/2電力來自分散式綠能。

德西門子公司與萊茵集團共同發展出的虛擬電廠,應用資通訊系統將分散於不同區域的發電設備,透過不同層級電網相連,將其整合進行集中控管調度,達到穩定供電與提升能源效率、減輕備轉容量負擔等目的。

中國大陸

中國能源局規劃分散式發電系統政策發展方向如下:

轉換一部分的分散式發電系統為大型的太陽能光電站並連接入公共電網,並列入饋網電價中。

為降低交地風險,責成電力公司為第三方的監管單位,監督執行能源相關政策,或是代收電費。

成立示範性質的太陽能融資平台(如:廣東省),以提供太陽能發電系統廠商所需融資。

中國大陸為掌握未來高滲透率再生電源發電設備同時併網運轉,降低對電網可能造成之衝擊,因此擬訂完整法規體系來規範國家電網內之分散型電源併網行為。

日本

日本電氣技術規格委員會針對其國內分散型電源併接至電力公司電網訂定「分散型電源系統連系技術指針」。此規範涵蓋低壓、高壓、特高壓以及重點網路等系統。內容包括電壓變動、短路容量、保護協調以及通訊連結等規格。

推動電力零售全面自由化,有31個地方政府開放企業和個人的電力零售事業,以達到「地產地消」(當地生產當地消費)目的。

於茨城、關西、橫濱壱岐島等地推動虛擬電廠((Virtual Power Plant, VPP)實證實驗,提升落實分散電源之效率。

韓國

「透過建構智慧電網,奠定低碳綠色成長基礎」為韓國建設智慧電網之願景,目前以濟州島作為智慧電網的示範場域,示範內容包含:電動車、再生能源及節能住宅。

韓國電力公司規定之分散式電源接入電網技術標準對於電網的電力品質與安全規範,如:電壓、頻率、電壓變動、電壓閃爍、諧波、功率因數、直流注入等皆有嚴格規範。

新加坡

新加坡能源市場管理機構(Energy Market Authority, EMA)委託Accenture公司設計並執行智慧型電力系統(Intelligent Energy System, IES)先導型計畫。其中包括:先進讀表、通訊基礎建設、需量反應管理系統、分散式電源管理系統。除藉此強化新加坡電力系統的能力和線路使用效益外,並可運用智慧電表所蒐集資訊,偵測出電力中斷的位置與範圍,提升供電韌性。

能源局為推動分散式電源,陸續推出陽光屋頂百萬座、千架離岸風力機等計畫,按再生能源之分散式特性就近供電,減少輸電設備投資及線損。

強化儲能與智慧電網技術研發與布建,加速發展雲端智慧化能源管理系統,並按智慧電網總體規劃方案,分成「前期布建」、「推廣擴散」、「廣泛應用」等三個階段,並按電網特性分為六大構面實施各項工作項目:「智慧發電與調度」、「智慧輸電」、「智慧配電」、「智慧用戶」、「智慧電網產業發展」、「智慧電網環境建構」。

 

我國在分散式電網建構完成前,為確保電力供應穩定且安全,短期仍需仰賴穩定的基載電力,若偏廢任何一種發電來源,將增加我國電力供應之可靠度風險;若無儲能系統與智慧電網做好即時監控與需量管理,再生能源比增加反易造成電力系統慣量過低,導致過大的系統頻率變化,後續恐會面臨電力系統的崩塌與重啟。一旦儲能技術、智慧電網皆臻成熟階段時,透過分散式電網,即能消弭因集中式電廠突發事故而斷電之風險,亦可降低電力區域供需偏離度,改善我國電力供應全面性安全。
 


參考資料

[1]追大停電源頭 台電大潭廠:中油依SOP施工就不會跳機,聯合新聞網,2017/08/16。https://udn.com/news/story/7314/2645335

[2]815全台大停電 產業損失已近8800萬,聯合新聞報,2017/08/16。https://udn.com/news/story/7238/2646241

[3]緊急停電!今夜分區輪流停電50分鐘 影響668萬戶,風傳媒,2017/08/15。http://www.storm.mg/article/315689

[4]台電大觀、明潭水力發電廠 緊急救援併聯276萬瓩,聯合新聞網,2017/08/15。https://udn.com/news/story/7314/2644499

[5] 815大停電 專家警告還有更大危機,聯合新聞網,2017/08/16。https://udn.com/news/story/11014/2645550

[6] 大停電效應 打亂政策節奏,聯合新聞網,2017/08/16。https://money.udn.com/money/story/7307/2647183

[7] 105統計年報,台電公司http://www.taipower.com.tw/content/govern/govern01.aspx?MType=5&MSType=20

[8] 能源統計月報,能源局http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/web_book/WebReports.aspx?book=M_CH&menu_id=142

[9] 長期電源開發方案,台灣電力公司.  ttp://www.taipower.com.tw/content/new_info/images/105%E5%B9%B4%E6%96%B9%E6%A1%88%E5%A0%B1%E5%91%8A.pdf

[10]  【大停電】借鏡歐美日 分散式電網環保又可靠,蘋果即時,2017/08/16。http://www.appledaily.com.tw/realtimenews/article/new/20170816/1183787/

[11] 微電網與分散式電源技術的重要,DIGITIMES,2017/08/01。http://www.digitimes.com.tw/iot/article.asp?cat=130&id=0000244169_7ck0sm557d6w1l82qddp6

[12] Electricity, IEA, http://www.iea.org/statistics/statisticssearch/report/?country=SINGAPORE&product=electricityandheat&year=2014

[13] 分散式電力系統相關經濟與產業效益分析,行政院原子能委員會委託研究計畫研究報告,2010/11/30。https://www.aec.gov.tw/webpage/policy/plans/files/plans_04_e-99_55.pdf

[14]  【大停電】借鏡歐美日 分散式電網環保又可靠,再生能源網,2017/08/16。http://www.re.org.tw/News/Detail/f0443de83c474139937a160bb2d15558?t=1

[15] 期待電力來源多樣化?「電網」才是關鍵,遠見,2014/05/30。https://www.gvm.com.tw/Boardcontent_25556.html?M

[16] 中國將修正分散式太陽能發電系統的政策規劃,電力知識庫,2014/03/26。http://5power.tier.org.tw/power/?q=node/2321

[17] 因應我國智慧電網技術發展與高占比再生能源併網運作趨勢之對策研究. http://km.twenergy.org.tw/Publication/thesis_down?id=70

[18]新加坡智慧型電力系統先導型計畫概要,電力知識庫,2012/01/16。 http://5power.tier.org.tw/power/?q=node/859





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