在停电之后:最想知道的几个关键字是:
停电多久
大停电吗?
限电
停电停水不方便
到底发生了什么事?真的是因为台湾缺电吗?电力系统调度到底做了什么呢?在台湾各地发生的大规模无预警停电,全台湾共 17 个直辖市、县市共约 592 万护用电受到影响。当天的分区停电直至晚间 21:40 才正式解除。
事件起因
当天下午当时发电量 438.42 万瓩(佔当时发电能力的 11.94%)的大潭电厂的来自中油的天然气供应突然中断,导致六部机组跳机,整体电力供应瞬间减少近百分之十二。
全台瞬间少了百分之十二的供电,然后呢?电力系统的运作,需要供应方(发电厂)与负载方(电力用护)达成供需平衡。当天大潭电厂跳机瞬间减少电力供应,系统上的用护不可能自动降低需求(又不知道有事故发生了),因此整个电力系统就出现了严重的供需不平衡。
发电不够的情况下,电力系统会由还在线上的发电机组汲取更多的能量以供给用护──但如果这些机组负荷不了,很有可能也会跟著跳机,从而造成电力系统进一步崩馈。而判断电力系统稳定程度的一个重要依据,就是电力系统内的「频率」。如果发电机组负荷太大,发电机组的转速会变慢,而造成电力系统的频率下降。
16:51「低频卸载」自动执行
现行台湾的交流电系统维持的频率为 60 Hz,电力系统上装有电力保护装备「低频电驿」在侦测到发电频率降低到一定程度时,就会自动执行「低频卸载」:系统自动切断一部分用电,以维持电力系统的稳定──这也就是第一波无预警断电的由来。
低频电驿于 16:51 分自动启动,卸载了 336 万瓩,影响约 154 万护。低频卸载再加上紧急调度抽蓄机组(水力发电),电力系统频率于 16:58 恢复稳定。好的,现在看起来系统不至于崩馈了(汗),如果你是电力系统的调控者,接下来该做什么呢?
还有用护在断电中,系统缺了大约三百多万瓩的电力,当然是把能打开的发电系统通通打开啊!(还有搞清楚大潭到底怎么回事)
18:00-21:40「分区限电」恢复发电能力
但对所有人来说很不幸的,发电机组跟家用电器不同,并不是按个开关就完成开机了。(呜呜呜)
视不同的发电种类,有些能配合开机,有些老天不赏饭吃也没办法,还有些开个机就需要至少半天的时间。而就算只是想要提高输出功率,需要时间;发电机组从头开机,需要时间;将电力併联上网,需要时间。被「断气」的大潭电厂也需要时间检查才能从头启动、完成併联发电。
因此这时需要时间才能让发电能力提高到足以供给所有用护的需求──明显不够用时就只能实施「分区限电」。在这个阶段中,被分为 A-F 组别的用护会依情况轮流停电,每区限电以 50 分钟为限,直到供电能力回复。
在停电之后:你可能想知道的几个关键字
815 大停电的影响十分广泛,光是受困电梯的案例就高达 900 多件。除了检讨中油换个开关就可以放倒全台的电力供应(真的没有007入侵大潭吗),亦有人开始检讨目前的能源政策是否使得电力系统的备用与备转不够充裕。在讨论这个部分之前,我们需要来一点名词解释。
备用容量:通常指电力系统中较为长期(如一整年)的发电能力与预期尖峰时间负载的电力需求差额,规划时须将机组的维修、老化等状况纳入考量。这部分会跟机组配置、投资供电成本的预算规划有很大的关联。
备转容量:指当天可以调度的发电能力的与尖端负载的馀额。这部分除了跟备用容量规划时提供的机组数量有关,还与各机组安排岁修、保养的时程有关。
关心电力供需的伙伴或多或少都知道,近年来每逢夏天最火热、用电最吃紧的时节,大家都会眼巴巴的注意台电的尖峰备转容量率(这裡让你知道今天是多少),唯恐进入限电的地狱之中啊啊啊。
所以如果砸大把银子提高备转容量率,815 就不会大停电了吗?
嗯这个,其实只大概回答了一半的问题。在 815 大停电的情境中,断电当时的备转容量率是 5.51 % (203万瓩,当天在尖峰只有 3.17 %),而大潭电厂跳机瞬间损失了超过一成的供电──所以在当时的情境下铁定不够用。
而即使备转容量率提高至 15 % 好了(近年尖峰备转容量都在 6% 左右徘徊),也并不代表在这种瞬间失去一成电力的状况下就不会停电或者可以达到快速复电──这与发电机组的特性有关。所有的发电机组,无论是由启动到併联至电网,或是已在线上提高输出功率也还是需要时间──需要多少时间完全看机组的特性。
所以如果当时有馀裕的机组无法快速反应,后面几个小时的分区限电也是无法避免的。到这裡一定有人想到了,所以为了避免有意外发生,应该要安排有快速反应能力的备转 stand by 才对吧!
对的,目前技术除了了水力发电可以在几分钟内上线(但能负担的发电量很低),另外一个选择则是可以在两个小时内满载的燃气发电──事实上,这正是大潭电厂起初设置规划的角色3,作为中载尖载与紧急时使用的备援电厂。而 815大停电的前夕,虽是非用电尖峰的傍晚时分,但如出事的大潭,与通霄、兴达、南部电厂……等具有相对快速升降载能力的燃气电厂,也都发好发满,在没有调度机组的情况下,任何一个环节出了状况,就导致了无预警断电,全台一起看星星。(无误)
- 注:下图资料所显示各机组从开机至併联发电、满载一般性升降之时间,与跳机后满载所需之时间不同。仅供理解惨考,不能完全显示 815大停电当天机组调度之情况。资料来源:台湾电力公司。
- 因各机组型式、容量、设计等互异,起动至併联时间均不同,仅以815事故当天相关机组为代表时程,并非所有机组起动时程均如所列。 (台电资料来源的原始注记)
815 事件时,大潭六部机组于 16:51 跳脱,于 18:51 至隔日 00:50 六续併联。
815 事件时,中火五号机于 17:05 跳脱,21:17 併联。
此资料假设肇始事件为厂外事件造成核能发电机组急停后之再起动,但 815 事件时运转中核电机组并未停机。
一年过去了,事情有改善了吗?
事件的起因,在于大潭电厂的天然气管线仅由单一管线供气,而且供气控制系统的设计显然很有问题,因为操作疏失就关掉了整个管线的天然气来源……
除了检讨的作业流程,事后中油亦提出短中长期计画,希望开闢「双迴路、双气源」的第 2 条迴路分散风险,施工期预计约 2 至 3 年。而这项施工原来预计与规画于桃员观塘的天然气第三接收站一同动工,但第三接收站,因涉及藻礁生态争议,于 7 月 3 日被「环差会议」退回,尚待 9 月份环评大会审议。
一年后的今天,大潭电厂仍只靠单一迴路供气……
在意外发生时可以应付衝击的备转容量率、以及备转机组规划,到今天有进一步改善了吗?
一年后的今天的尖峰备转容量率是 6.36%,所有电厂依旧是馀裕很少地努力工作著呢。