303大停電/不是缺電,而是牽一髮動全身的電網結構

高雄興達電廠3月3日發生跳電事故。(圖/台電提供)
3月初高雄興達電廠開關場發生事故,全台無預警發生大停電,災情遍佈南北,造成產業損失嚴重。一年內台灣已發生3次嚴重跳電事故,凸顯了台灣傳統電網脆弱的問題。能源局及產業人士皆指出,將傳統集中式電網改為分散式的「智慧電網」,將是未來能源轉型的關鍵。

3月3日高雄興達電廠因人為操作疏失,全台無預警發生大停電,從北到南估計有549萬名用戶受影響,台鐵部分區段列車短暫停駛,半導體、光電、農漁業等產業也受到波及,是台灣有史以來最嚴重的非天災停電事故,經濟部估計經濟損失高達台幣60億元。

儘管總統蔡英文親向國人致歉,經濟部部長王美花​​自請處分獲慰留,台電董事長楊偉甫及總經理鍾炳利雙雙請辭,台電公司也提出電費打折的補償方案,卻止不住外界的批評聲浪。兩年內全台發生3次大停電,外界除了質疑政府能源轉型的政策成效,也再度凸顯台灣電網脆弱的問題。

1年3次跳電 興達電廠發生了什麼事?

2021年5月13日,配合興達發電廠新機組輸送電力的高雄路北超高壓變電所,因人為操作不當,造成興達電廠4部機組跳機,台電緊急進行分區輪流限電,影響415萬用戶,損失達4.7億元。

時隔4天,同年5月17日,興達電廠一號機系統故障而跳機,加上電力供需不平衡,全台多地執行輪流停電,近193萬用戶受波及。

高雄興達電廠近1年3起跳電事故時間表。(設計/許靜之)

不到一年,3月3日興達電廠發生開關場事故,經濟部長王美花兩度致歉,指出初步調查為人為疏失,更強調未來將加強電網的分散性與韌性,避免「一個點的事故影響整個大系統」。

為何南電北送的電網是關鍵?

以303大跳電為例,興達電廠開關場因人為操作不當,機組緊急停機,損失30%供電、約為1050萬瓩,導致距離最近的台南龍崎變電所輸、配電等電網運作異常,系統切離自動保護,南部發電廠停電,北部地區進入低頻卸載。
 

全台超高壓變電所電網。(設計/曾芯敏)

長期研究電網技術的聯齊科技能源服務處副處長李庭官解釋,「興達電廠原本應傳送的電力瞬間降載,導致電壓震盪,引起台南龍崎變電所34.5萬伏特(345kV)跳脫。」

李庭官指出,台灣採用大電廠的集中管理方法,當輸配電供應鏈出現狀況時,為避免電網崩壞,系統會啟動自動保護機制;因此,與龍崎變電所位在同一條超高壓輸出配線上的台中中寮、桃園龍潭等超高壓變電所,判斷出電力容量不足,進行自動低頻電力的保護措施,導致各地變電所接連跳脫,多縣市工業用戶及家宅用戶因此停電。

台灣電網系統如何跟上能源轉型的腳步?

換言之,大電廠採集中輸配電,若一地發生供電異常,整條供應鏈也跟著失能,再次凸顯傳統電網的脆弱。經濟部能源局能源技術組長陳崇憲認為,跳電事故並非常態,但將過去傳統集中式的電網結構轉向分散、區域式,仍將是能源轉型的關鍵。

陳崇憲指出,「現今民眾對於電力要求有三,分別是穩定、便宜、乾淨,要從使用者的角度,再回推調整電網與燃料的結構。」

目前國內推動的再生能源包括太陽光電、風力、地熱能等能源項目,依經濟部能源局規劃,2025年再生能源裝置容量目標,光電20GW及離岸風電5.6GW維持不變,再生能源發電占比預估值則下修為15.2%。陳崇憲表示,目前政府大力推廣再生能源的建置,但調整電網結構仍須技術投入,「智慧電網要連結使用者與燃料端,必須預測用戶用電狀況,同時也要了解發電端的供應情形」。

作為民間業者,李庭官認為,「智慧電網的核心技術非常複雜,且正在繼續發展中,但維持智慧電網穩定最核心的技術就是輔助服務。」李庭官指出,大量再生能源併網會導致滲透率提高,加上再生能源發電受天候、季節、日照等的影響,因此具有高度間歇性的問題,同時電力系統偶有出現故障、供需不平衡等狀況,皆會導致再生能源建設對電網產生不穩定影響,因此必須藉由調頻備轉輔助服務等措施穩定電網頻率。

距離政府提出的2025 年「 235 能源轉型」(即:再生能源 20%、核能 0%、燃煤 30%、燃氣 50%)的能源分配規劃不到3年,除了提高再生能源裝置量,如何調整傳統電網結構,使電力供應穩定,也將是未來能源轉型的一大考驗。


註1:依《再生能源發展條例》定義,再生能源是指太陽能、生質能、地熱能、海洋能、風力、非抽蓄式水力、國內一般廢棄物與一般事業廢棄物等直接利用或經處理所產生之能源。

註2:智慧電網為一種導入雙向交換機制的現代化輸電網路,可使電力和資訊可以在電力公司和消費者之間雙向互動,兼具自動化及資訊化的優勢,具備自我檢視、診斷及修復等功能。

註3:調頻備轉輔助服務指為了維持電力系統安全穩定運行或遭遇事故後,可使系統恢復正常狀態所需的一系列服務。以電力系統可靠度來說,輔助服務屬於系統品質與安全的範疇。

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