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封面故事

千手千眼的電網運轉操盤者

採訪、攝影/商訊文化採訪攝影團隊 協助/電力調度處、供電處、系統規劃處、電力通信處、輸變電工程處、新桃供電區營運處、高屏供電區營運處、輸變電工程處北區施工處、中區施工處、南區施工處 審查/台電月刊編輯小組
區域調度中心同仁緊盯監視系統,隨時應變突發狀況。

時值盛夏,備轉容量早已吃緊,加上部分發電機組和輸電鐵塔出狀況,導致備轉容量率一再降低,台電為了「穩定供電」的使命,將士用命,全力以赴。今(106)年7月29日尼莎颱風來襲,造成全臺累積60萬7千餘戶停電,及花蓮民營和平電廠輸電鐵塔倒塌,減供130萬瓩電量,台電全力調度電力,苦撐度過難關。

機組故障 備援機組上陣

電力調度處中央調度中心值班人員作業情形。

今(106)年7月12日清晨,台塑麥寮電廠1號機因「底灰系統」異常,先行降載運轉。上午7點整,台電大樓26樓的中央調度中心(CDCC)接到麥寮電廠的電話通知,將於上午9點解聯停止發電,中央調度中心的值班人員估算後,下修備轉容量率至3.99%,這是今年備轉容量率再次低於4%,處於「供電警戒」狀態。

中央調度中心立刻通知高雄大林發電廠,將備援的火力發電機組大林電廠3號機啟動,預定當天下午3時併聯發電,中央調度中心並與麥寮電廠協商,務必儘快將機組搶修完成,加入供電行列。

接著是7月23日(週日)清晨,核三廠2號機一部冷卻水泵跳脫,機組隨即自動安全停機,使供電短少了95.1萬瓩,台電立即通報行政院原子能委員會及地方政府,並召開緊急應變小組會議,經盤點備轉容量率預估尚有6.82%,但次日週一恢復正常上班,加上連日高溫,用電勢必吃緊,於是再次調度大林電廠3、4號機等2部備援機組積極因應,並協調汽電共生業者於用電尖峰時段增加發電。

故障經台電公司緊急修復,原能會確認修復後,同意於24日(週一)晚上11時20分機組再啟動,至25日上午8時併聯發電,至中午供電已達50萬瓩,順利解除供電危機。

不料此事又發生插曲,原來台電24日下午5時更新電力供需預測,在台電官網公布翌日到28日統統都是「限電警戒」的紅燈;資料公布不到10分鐘,台電官網故障,重新連線後,原本的紅燈調降為「供電警戒」橘燈。此事被媒體在一版頭條報導。

台電調查燈號顯示異常原因是,為了因應核三廠2號機停機影響供電,經召開電力調度緊急應變小組會議決議,由於該機組能否順利併聯,將影響當週系統備轉容量率燈號,而核三廠2號機當時已完成檢修,並呈報原能會審查,因此每天下午系統自動更新之「未來一週電力供需預測」燈號,將待審查結果明朗化後,再依據審查結果更新。惟程式未及時修正,致使「未來一週電力預測燈號」出現程式資料抓取數據異常,之後已恢復正常。

民營和平電廠鐵塔倒塌 台電緊急調度電力應急

發電機組出狀況,導致備轉容量過低時,電力調度是很重要的,例如7月29日尼莎颱風來襲,台電發電機組皆維持正常,包括因應風速達12級而降載的核二廠1號機,後升載至94%;安排停機檢修的核三廠1號機亦提早完成,併聯發電。當晚,民營和平電廠位於東澳的自有輸電鐵塔倒塌,機組雖可正常發電,但電力無法送到台電系統,短少約130萬瓩發電容量。

台電推估未來一週備轉容量將僅剩75.8萬瓩(最低備轉容量率2.12%),面臨紅燈限電警戒,因此再次啟動大林電廠3、4號機備援機組(約56萬瓩)、通霄電廠3號機(約14萬瓩),同時積極協調汽電共生業者在用電尖峰時段增加發電;用電需求端部分,努力執行需量競價、計畫性減少用電,約可再減少20萬瓩用電。

全神貫注結合科技 因應不預警事故挑戰

由於天氣酷熱,全臺用電量持續升高,供電始終吃緊,為使全臺發電廠發出之電力能順利經由電網正常輸送至各地,各供電區營運處調度中心內的調度人員無不全神貫注盯緊監控系統顯示的信息。例如今年7月11日午後,桃園市龜山、大溪一帶傾盆大雨、雷聲隆隆,新桃供電區營運處所屬新竹區域調度中心(新竹ADCC)值班經理王俊雄與兩位值班主任等3人,在中心主任官茂祥監督下,緊盯「落雷監視系統」地圖上落雷區的紅色警訊,同時監視系統電腦及牆上的巨型調度盤。

下午1點23分,接連閃電劃破長空,巨雷擊中林口長庚醫院桃園分院和所屬養生文化村的供電線路設備,造成該供電線路跳脫。同一時間,新竹ADCC調度臺的監視系統電腦亮起紅色訊號,且發出「嗶!嗶!」警報聲響,值班人員立即自調度盤上掌握到事故發生的線路,並依據SOP進行狀況處置。

首先,新竹ADCC值班主任確認該線路屬於須經用戶同意才能試送電之線路後,立刻電話通知林口長庚醫院桃園分院及養生文化村的兩位電氣負責人,請他們巡查自備變電所內設備及線路是否正常。這段空檔時間,很幸運的桃園分院和養生文化村自備的緊急柴油發電機正常啟動,提供緊急用電需求,醫院內部電氣設備恢復正常,大部分醫療作業仍持續運作。但柴油發電機只能因應短暫緊急需求。8分鐘後,用戶回報電力設備及線路均未受損,新竹ADCC隨即執行試送電成功後,桃園分院和養生文化村即改回由台電線路供電,醫院緊急停電危機事件順利落幕。

此時雷雨繼續發威,下午1點44分,頂湖、青溪等兩個變電所之間的161kV輸電線路遭受雷擊,線路保護電驛正確動作跳脫兩端變電所的斷路器,導致線路停電。由於該線路具備「自動復閉」功能,線路跳脫1秒鐘後,「自動復閉」功能試送線路成功,恢復了正常供電。新竹ADCC值班主任在確認相關線路恢復正常運轉後,運用監測系統計算可能故障點位置,通知負責維護的桃園線務段派員至現場巡查,再次確認線路設備屬於安全狀態。

ADCC值班人員仍不敢鬆懈,繼續緊盯監視系統電腦,直到下午3點以後,「落雷監視系統」未再出現紅色警訊,大家才鬆了一口氣。

調度中心值班緊張 非一般人能適應

為提升電力網路調度運轉效能,台電供電系統於全臺設有6個區域調度中心(ADCC),負責69kV電網的運轉調度,並接受臺北、高雄2個中央調度中心(CDCC)對161kV系統的指令調度。區域調度中心內的電網運轉調度工作複雜,值班運轉人員除了要具備相關電力系統背景知識外,尚須有千手千眼面面俱到的能力,及沉著穩定不疾不徐的個性,方能應付各方的挑戰。

例如新桃供電區營運處的供電範圍,涵蓋新北市南端、桃園、新竹及苗栗,轄區有桃園國際機場、高鐵、捷運、竹科等重要用戶及工業區,轄區69kV以上特高壓供電大用戶,如台積電、聯電、遠東紡織、唐榮鐵工廠等近200戶,相連接之345kV超高壓、161kV、69kV特高壓輸電線路回線共長3,493公里。這麼廣泛且複雜的電網運轉,僅由新竹ADCC內20位值班經理與值班主任組成的運轉團隊輪班共同負責。

新桃供電區營運處處長石吉亮說,ADCC和變電所的值班都分為四班,每天有3班輪值,1班輪休,因工作需要,有時須在短期間內輪值白天班、小夜班和大夜班,人員睡眠時間無法固定,而且轄區供電網路複雜,變電所及特高壓供電大用戶的停、復電操作工作量多,還要隨時因應系統突發狀況,並於最短時間將事件通報長官與用戶,過程中不能有任何操作上的閃失。「區域調度中心人員的工作便是如此充滿挑戰」,工作壓力之大,非外界人員能夠體會,只有經過千錘百鍊的人員方可將系統運轉穩當,並非一朝一夕就可勝任。

配合新機組 提高供電容量

電網是維繫產業運作的重要命脈。圖為新桃供電區營運處輸往新竹科學園區的鐵塔及線路。

今年供電較往年更吃緊,依當前最新的數據來看,8月8日的用電量達到史上最高的3,626萬瓩,備轉容量率也達到史上次低的1.72%,供電情況已經日益險峻。

為配合發電型態的調整及機組汰舊換新的規劃,必須新建電網或提高既有電網供電容量,然而變電所與輸電線路興建往往用地難尋、或遭民眾抗爭,使得預定新建電網無法及時加入,造成發電廠出口電源線路輸送量提高。此時如某一條線路因突發事件故障跳脫無法送電時,將導致另一回線路送電超過線路容量形成「電網壅塞」的現象,可能影響部分發電機組正常發電或造成系統不穩定的現象。

為解決電網壅塞,各供電區營運處努力設法改善,例如新桃供電區營運處為配合通霄電廠新1號機預定今年8月加入系統之進度,與中區施工處動員全體人員,將161kV南湖苗栗銅中線與南湖∼房裡苗栗紅線兩回線向南湖端側的既設導線,於4月初趕辦更換為超耐熱導線,有效提高既有線路的供電容量,達到確保電力系統的安全與供電品質的目標。

善用監控科技 調度中心全面備戰

電力能即時調度、穩定供應,從中央調度中心至各供電區營運處。

要同時監控複雜且龐大的電網設備,各區域調度中心設有SCADA電力監控系統,對變電所各項設備進行即時監控,以新竹ADCC為例,調度中心透過變電所之資訊設備,引接傳輸監視的電力量共2萬多點、開關狀態及警報點共6萬多點、遙控操作開關共2萬多點,蒐集各變電所內變壓器、斷路器開關等重要設備運轉情況,提供值班人員掌控系統運轉狀況,以隨時控制及採取緊急應變措施。隨著系統設備逐漸擴增,供電區處已辦理未來調度監控系統的汰換作業,預計於民國109年初,全臺6個區域調度中心將同步完成調度監控系統更新,可為系統穩定供電提供最大貢獻。

此外,新竹ADCC負責監控之變電所約有700個匯流排,為提供用戶良好供電品質,在各ADCC的監控系統中,裝設有變電所電壓及虛功率調控軟體,這套軟體就像是調度人員的眼睛,隨時監視各匯流排電壓,當電壓超過運轉標準時,軟體會自動協助調度人員控制投入或啟斷匯流排上的電容器組,或是調升或調降變壓器有載分接頭,以調整匯流排供電電壓變動值在規定上、下限內,達成全系統電力損失最小化之功效。

新竹區域調度中心還引進了電壓驟降監視系統、落雷監視系統、故障波形遠方讀取系統、故障簡訊傳送系統、線路故障測距系統、新竹科學園區大用戶設備監視系統及特殊保護系統等,以及早發現系統內部異常,輔助值班調度人員在面臨突發異狀時,提升處理效能與信息傳達,確保系統穩定運轉。

調度中心人員平日依照預先規劃,輪班執行調度中心值班工作,日夜監控各類設備約10萬點監控點之運轉狀況,遇到颱風、打雷、鹽霧害期間,當面臨輸電線路或變電所設備發生故障,短時間內出現數百筆警報訊息時,平日訓練有素的他們,會迅速判斷出故障設備及區間,並依SOP予以試送電或正確操作隔離故障區,且視設備狀況將供電之負載轉由其他電源供電,然後通知輸電或變電設備維護人員到現場查修,找出故障點並適當處置,以確保設備正常運轉。

台電人有信心,隨時做好「最好的規劃,最壞的打算。」由於中央及區域調度中心的充分準備和兢兢業業,可確保今夏供電安穩,保障經濟發展和民眾生活幸福。

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