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脆弱台灣 處處風險 如何補強?

2017-08-16 04:35聯合報 陳士麟/清大榮譽退休教授

供電頻頻亮紅燈,大潭電廠機組跳脫造成全台大停電。圖大潭電廠外觀。 記者陳正興/攝...
供電頻頻亮紅燈,大潭電廠機組跳脫造成全台大停電。圖大潭電廠外觀。 記者陳正興/攝影
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昨天全台多處停電,因中油公司在靠近氣表(MOF)處人為疏失造成大潭六部機組全停,導致低頻電驛作動,因而全台多個地區的配電饋線跳脫。證明台灣的供電系統存在嚴重的脆弱點。

二○二五年燃氣發電將占總發電量五十%,屆時北部天然氣接受站尚未啟用,僅能仰賴台中港天然氣接收站供應北部的多個燃氣發電廠。目前燃氣發電占總發電量卅%,未來將成長至少兩倍,且大部分集中在北部,供氣風險有氣象惡劣而無法卸氣、儲氣槽容量不足、輸氣海管/陸管故障,以及至發電廠鍋爐等燃燒系統前的斷氣等。

上述風險皆係源自於N-O設計所致,亦即:關一個閥門竟造成全廠斷氣。除供氣系統的N-O風險以外,大潭發電廠亦存在多處N-O風險,包括:三四五kV開關場、三四五kV電源線的鐵塔移位風險等。欲降低上述風險,應補強成為N-1運轉。亦即:雙氣源、雙MOF、兩個徹底分隔的三四五kV開關場、大潭發電廠的二分之一供電直供至桃、竹地區的一六一kV系統等。亦應檢討廠內潤滑油等系統之徹底分隔。綜合而言,大潭應分隔成為兩個完全獨立的發電廠。

台中火力發電廠更是隱憂,包括:三四五kV開關場未予分隔成為N-1運轉、三四五kV聯外輸電鐵塔的Right of Way(Row)未符合北美電力可靠度公司有關因應氣候變遷之災難性風險的新規畫準則等。

除上述大潭、中火、興達、大林、麥寮等多個發電廠在多個關鍵處缺乏N-1設計或具備N-1運轉條件外,多個超高壓變電所(包括開閉所)亦未徹底分隔,譬如三四五kV中寮開閉所雖號稱分為中寮(北)與中寮(南),但比壓器/比流器的二次線路管溝卻仍屬共用,南、北開閉所的直流系統是否徹底分隔等,應落實檢討、施工改善,這些超高壓變電所由南到北皆有未徹底分隔情況。

日本關西電力的五五○kV系統係分隔為兩個電網,僅在短路容量低處相併聯。台電的三四五kV亦分為兩個電網,如:北部地區的東、西兩個三四五kV電網,但日本關西電力的五五○kV超高壓變電所的電源線卻分別引接自兩個電網。而台電卻非如此,例如:北部東系統供電至板橋、深美、汐止等超高壓變電所,若東系統出事,板橋、深美、汐止等超高壓變電所就全停電了。

另外,二○二五年的配電系統更面臨嚴峻的挑戰。屆時五至十GW的太陽能發電必須併聯至配電饋線,如何容納這些間歇性並逆送電力至輸電系統的電源,現行的饋線設計包括電壓調節、保護系統等以及饋線的運轉作業等,皆須作大幅度的調整。

二○二五年大規模的風力、太陽能發電併網後,傳統的發電機組必須承擔這些間歇性的備轉容量以外,屆時火力發電系統的尖峰負載(包括尖峰電價)移至夜間八時,抽蓄機組須改至白天及深夜抽水,晚上六至十點發電,而傳統夕陽下山時段(下午五至六時)火力系統必須快速升載九GW,既有的發電機組實無此能力啊!

綜合而言,除上述的傳統火力與風、光電源之間尚存在多處難以解決的困難外,輸、配電系統之間也存在集中式電廠與分散式電源之間難以解決的困難。希望國人以理性的態度支持,並鞭策電力部分在短短五至八年期間加強建設(包括電力市場建設),期以減低未來大停電風險。

停電太陽能發電

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