兩次跳電凸顯氣候變遷加劇影響電力系統(05/20/2021 自由時報)
文:林法正/國立中央大學電機系講座教授兼資訊電機學院院長
這兩週接連的跳電事件引起民眾對於國內能源現況的擔憂,但不論是人為疏失的513跳電,抑或是用電突增卻有大量歲修機組無法支援造成的517跳電,都凸顯出台電公司在尖峰負載的預估、機組歲修的排程、以及其他可快速調度機組的安排上,都小看了氣候變遷的劇烈影響,以至於預估失準、排程不符需求、備轉機組難以發揮救援功能,而對供電穩定帶來巨大挑戰。
高溫及疫情用電負載預測失準
因為氣候變遷造與疫情爆發造成負載劇升,且水情不佳使水力發電無法到位,加上共有近4.57GW裝置容量的機組正在大修無法發電,以致於5月13日及17日因發電機組跳脫之實施緊急分區輪流供電。
氣候變遷加劇,今年還沒進入暑假就已連日高溫且久旱不雨,讓家戶用電高峰比往年更早出現;這幾天又因疫情爆發,許多人改以在家活動或辦公,使得疫情升溫後的第一個上班日就出現用電量暴增的情形。往年通常要到七月份才會出現的用電高峰,今年卻在五月中就出現,5月19日更來到今年五月最高,尖峰用電量高達37.57GW,擠進歷年尖峰用電量的第三名(見下表),甚至比去年五月尖峰負載高約3.78GW,負載劇升11.1%。
昨天網路上有人說住商用電比例小,其空調用電上升對整體用電量影響不大,據此反駁因天熱和疫情升溫造成住商用電劇升的是實。實在不忍說,這些或許本身都是對瞬時尖峰負載和電力調度毫無概念的人,卻愛逾越專業發言誤導大眾,令人無奈。雖然工業用電量占比最大,但頂多隨著景氣好壞而有波動,比較少像住商用電一樣在短期、單日內出現劇烈波動,所以在台電要做用電負載預估時,住商用電反而是變化較大、容易造成預估落差的。台電通常會根據歷年同期用電情形來做當期用電量預估,這次之所以預估失準,最大的原因就是今年五月份的用電需求跟往年完全不同,因高溫和疫情導致住商用電突然爆增的影響確實不能被忽略。
用電高峰突然提前與大量機組歲修時間重疊
而這兩次跳電主要原因都是當天的用電負載比原本台電預估的高出太多,影響電力調度上的判斷準度,才會一時之間無法快速因應。這裡說的因應,包含即時備轉容量抓的裕度,還有安排機組歲修及上線的時程。
517的狀況很明顯,原本沒有預估五月中會有超大用電需求,所以安排了很多機組休息做定期檢修,預計在往年高峰來臨前(七月份)完成並重新上線幫忙發電,但五月中突然用電飆升,再加上興達電廠1號機下午故障跳機,雖然只有0.5GW,但因正在大修的機組數量太多根本來不及臨時接回來發電。這樣歲修中無法支援的機組發電量高達4.57GW,若全部歸隊根本不會有跳電疑慮。
不過,用電量突然升高不代表我們因缺電而停電,而是代表台電的用電預測會出現落差,即時備轉容量抓得太接近,使得當日各個機組在調度上之裕度留太小了。這並不是要檢討台電判斷失準,而正是在提醒台電,近年來隨著氣候變遷影響程度加劇,應該盡早將氣候變遷相關因素納入評估當中。
乾旱使抽蓄水力發電能力大受限制
除了氣候變遷的高溫影響用電量之外,台電說明這兩次還因抽蓄水力受水情影響而無法即時救援。為什麼呢?因為抽蓄水力接上電網併聯的速度是前面說的各種發電形式當中最快的,緊急時5分鐘內就可以併聯,是最可靠的備援戰力。
然而,今年剛好適逢百年大旱,台灣已經很久沒有颱風、梅雨造訪,許多水庫已見底,甚至台中地區目前還在限水中。面對這樣嚴酷的水情,抽蓄水力發電當然也會受到限制,蓄水池水位會直接影響抽蓄水力發電。目前抽蓄水力的明潭發電廠六部機組,是以日月潭為上池、明潭水庫為下池,池間位能差帶動發電機發電,反轉則可將下池水抽回上池蓄存,水位若低於732公尺將無法進行抽蓄發電。
由以上幾點可知,高溫影響用電量而干擾預估準確度,間接導致機組歲修時程和用電高峰時間意外重疊,同時又有乾旱影響水情使水力發電救援受限,這些都可歸因於氣候變遷的影響,若台電及早具備相關概念就能預為因應。
顯然,台電對於氣候變遷的應變能力還相當薄弱,須要盡早將氣候變遷的影響納入其電力調度上作全面性的評估,才是這兩次事件之後最應受到重視的改善之一。
另一方面,建議台電各種備轉輔助服務(調頻、及時與補充)應儘量擴大量能以備不時之需,利用輔助服務因應電力系統故障(發電機組跳脫、輸電線路故障)與再生能源間歇性,以容量市場支撐氣候變遷與未來綠電高占比對台電系統帶來的挑戰。
完整內容請見:
https://talk.ltn.com.tw/article/breakingnews/3539933
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電網併聯 在 李姓中壢選民 Facebook 的最佳貼文
<蔡政府一直吹噓其推動綠電的成果,但上周大停電其實就已看出綠電不足依恃的特性:乾旱讓水力發電大減,光電比預期少且入夜後就歸零,風電則在用電高峰的夏天,更是低到只有個位數字。興達1號機組在故障2小時以後就加入電網併聯發電,但台電晚間又緊急宣布必須分區停電。對政府、台電而言,不該也不能粉飾太平,因為從上周的大停電到本周再度停電,都是供電能量不足的警訊,端看政府是否有接收到,願意正視與解決問題。>
上周因高雄興達電廠跳電導致全台大停電後,17日再次傳出興達電廠1號機組故障意外,結果又要停電了。兩次興達事故,等於是連續給政府與社會一個警訊。
上周的513大停電,蔡政府官員全力辯駁,強調是電網問題、與缺電無關;而且舉出原因,說正好是所有最壞的因素同時發生,才會引發大停電。最後,甚至把事件歸因於台電單一員工操作錯誤的因素。這樣烏龍的疏失,誰相信呢?果不其然,興達電廠再次因發電量不足要停電。
事實非常明確,513大停電就是警告當局:供電吃緊,稍有事故就會引發大停電,這其實就是缺電。而本周興達1號機組的故障是另一個警訊,告訴當局:如此龐大的電網、上百個發電機組,總是會有無法掌握的意外與故障發生,這也是為什麼要多為電網留有更高的備轉與備用容量率。
興達再傳警訊
https://www.chinatimes.com/newspapers/20210518000587-260109
電網併聯 在 河西羊的健聲房 Facebook 的最佳解答
昨天的分區停電,曝露的目前電力供給的一些問題,給有興趣了解的人一些想法。離開電力經濟研究工作十幾年,現在只有大架構的”感覺“,沒有小地方的”細節“。所以,問題應該會比我感覺的嚴重。
電力是很特別的供需關係,往往很難精確的預測需求有多少,又不能像一般商品缺貨沒關係,等有貨再買就好。電力供需沒平衡,就會電壓下降、電流上升,達到一定的臨界電器就會燒壞。
所以,供需一定要平衡,但需求又不確定下,就把供給儘可能供到有餘是必須的。
但現在在供給端多了綠能,像太陽能與風能,這供電的多寡也看老天的臉色,所以供電端跟需求端一樣出現了不確定性,電力調度就有點麻煩了,需要更多裝置容量來備用,而且要是那種很快能發出電的,像燃天然氣的機組。
但是,現在燃氣機組由救援投手轉任成先發了,平時已出來扛。剩下來備用電力的容量,可能供電的啟動速度不夠快。
為何一個電廠出問題,電少那麼多呢?因為同一個電廠發出來進輸電線路的變電所,可能都用同一個來做345KV轉161KV的變電。所以,現在在同廠址加裝機組,就又出現一個新的風險,就是用同一條路,這條路出了狀況,東西雖然比以前多很多,但都輸不出來。
以前在研究綠能,我們談的是分散型電力(Distributed Generation),像脫網族、車居族用太陽能面板會配一個鋰電池儲電,這樣發電總成本因為儲電變得暴高,但對這類人的生活而言這投資很值得。
把綠能併聯上電網,調度起來就比較麻煩,因為供電量的不確定性高很多。所以,德國搞綠能會成功,與九個國家的歐陸電網併聯與歐洲能源交易所的存在是很關鍵的因素。
像EPEX SPOT是德國、法國、英國、荷蘭、比利時、奧地利、瑞士和盧森堡的電力現貨交易市場,主要交易日內結算或者日前結算的電力現貨產品。
所以說,德國沒有核電是個文字遊戲,德國是沒有核電廠在發電,但透過電力交易,法國、盧森堡的核電來平衡掉綠能供給的不確定性。
差不多就這樣了!所以說,台灣電力供應的確脆弱,不一定要用核四來補強,提高電價來壓抑電力需求也是個方向,但對經濟既有的活動殺傷力會很大,會立刻看到物價上調、通膨飆升。
Trade-off ,任何事都這樣,做個決定就是在抵換,有一好、沒兩好。
習慣在思考任何事,考慮到收穫代價、利弊得失,而選擇接受結果的人,人生大概都混的還不算差。
所以,我教育小孩都要他們看利弊得失,看懂了決定,決定了承擔。
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