05/13限電事件電力系統數據初步整理

關於昨日下午的限電事件,現階段提出完整詳實的分析可能還是太早;不過可以先就一些已有的調度數據,提供參考。

Tony Yen
能源轉型文摘
May 14, 2021

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突發事件發生階段:

在14:30到15:00之間,燃煤機組電力輸出減少1.665GW、燃氣機組電力輸出減少1.185GW。這樣的降幅大於興達機組原本電力輸出的2.2GW,目前我還沒有在公共討論中看到足以闡明的原因。
(05/20補記:東尼能源教室的文章中指出是通霄電廠機組因系統快速頻率反應不足而跳機的結果。)

系統上在14:30原可調度裝置容量為39.3GW(扣除水力限制的1.8GW則有37.5GW)。煤氣機組解聯後,可調度裝置容量為36.45GW(扣除水力限制則有34.65GW)。此時負載為36.302GW、殘餘負載為33.41GW。
(注:可調度裝置容量系由當日備轉容量反推。實際情況仍需當天各機組的運作資料方能做更進一步判斷。)

事件發生當下,做自動頻控和調頻備轉的抽蓄水力機組有產生反應,在14:30到15:00之間增加了1.045GW的電力輸出。太陽能則減少了0.401GW。所有增減正負抵銷之後,為維持電頻穩定用戶端卸載量推估約為2GW。
(注:據稱變動所故障的立即性影響為興達機組的2.2GW,扣除抽蓄水力的立即性反應,初始的低頻卸載為1GW。但在每10分鐘一筆的系統資訊中沒有辦法看出這件事情。)

卸載擴大階段:

15:00過後,抽蓄水力機組減少電力輸出大約2GW。太陽能在當時則尚有2.4GW。到18:00時,由於沒有調度剩餘的備轉容量,用戶負載較15:00再減少4.161GW;考慮正常狀況下負載自然下降,用戶端卸載此時大約4.6GW。此時負載為30.116GW、殘餘負載為29.401GW。

在沒有調度額外備轉容量的情況下,此階段的卸載量是和太陽能電力輸出的減少呈正相關的;反過來也可以說,幸好有太陽能,下午此階段的卸載量才可以相對減少。當然,在可調度裝置容量足夠的情況下這樣的卸載方式是否過於保守,是後續可以討論的(15:00時正常情況的殘餘負載推估為33.82GW、18:00則為33.985GW,兩者皆小於系統上可調度裝置容量-即使扣除水力限制)。

一種可能或許是,這是考慮到殘餘負載變動性和不確定性後做出的保守調度方式;但太陽能電力輸出和殘餘負載的變動性,是未來面對緊急狀況時必需視為常態納入考量的,此次經驗或許能給台電寶貴的教訓。另一種更單純的可能或許是,當時其他備轉容量即使要啟動、升載,也是要花費數個小時,並不會比興達電廠的燃氣機組的再併聯工作快。
(05/20補記:從05/17事件的調度方式可以推測,05/13的這個階段還有使用抽蓄水力減少卸載的手段。但05/13機組跳脫量較高,台電可能沒有信心抽蓄水力能完全供應用電至緊急狀態解除,所以選擇保留這些資源。)

復電階段:

用戶端卸載量的下降,在18:00以後才逐步發生。到了20:00燃氣機組的電力輸出已經回復至事件發生前的規模,到21:30燃煤機組也回到一定水準(但此時負載已較下午為低,因此較難判斷燃煤電力輸出何時完全回復正常)。

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Tony Yen
能源轉型文摘

A Taiwanese student who studied Renewable Energy in Freiburg. Now studying smart distribution grids / energy systems in Trondheim. He / him.