台灣電網靭性/學校微電網
出自福留子孫
台灣的電力布署,目前不堪一擊
歷次大停電
- 1999年7月29日台南以北大規模停電,臺南縣左鎮鄉第326號的輸電鐵塔,因為連日豪雨致地基流失而傾斜,龍崎超高壓變電所自我保護跳電。事後,政府請《危機管理聖經》作者邱強來台診斷並提對策。
- 1999年921大地震:地震導致全台停電。
- 2017年8月15日16時51分起,台電大潭發電廠的天然氣供應管線因巨路國際公司更換卡片不當,造成意外停止運作,導致大潭發電廠6部機組全部跳停,進而造成全臺電力備轉容量(3.17%)不足,供電系統避免全面崩潰,啟動保護措施而分區停電。592萬戶停電。
- 2021年5月13日高雄市路竹路北超高壓變電所匯流排故障,導致興達電廠共4部機組跳脫,電網啟動自動保護機制,導致462萬戶停電。
- 2022年3月3日高雄興達電廠開關場發生事故,導致南部地區電力供需失衡,龍崎超高壓變電所造成南機組跳脫,電力系統自動切離保護,導致台灣549萬戶停電。
除了2017年815大停電外,其餘大停電前夕,台灣電力備轉容量都在 10% 或以上。
303大停電
2022年3月3日上午9點7分,興達電廠開關場因操作人員失誤,未依照標準程序填充絕緣氣體,導致設備出現問題,9台發電機組無法送出電力,使南部電力系統的電力輸出能力瞬間下降,龍崎超高壓變電所無法反應,於是先行跳脫,以保護整個電網。
龍崎超高壓變電所肩負1050萬瓩的電力,系統跳脫後影響嘉義以南大區域的停電,全台停電戶數達整體1400萬用戶的549萬戶,占比39.2%,影響重大。
同時,北部地區也啟動低頻卸載,造成點狀式部分停電。最終停電超過550萬戶。
系統原因反思檢討(中層反思檢討)
台灣三大電力樞鈕:
- 桃園市龍潭超高壓變電所。
- 南投中寮超高壓開閉所,清一色只有 345 千伏斷路器與匯流排等,沒有變壓器。
- 臺南市龍崎超高壓變電所。
台灣電力系統脆弱,主要分成南、北兩個主電網,南、北彼此也有連結,找出南北電網的樞鈕,以及南北電網的連結點,即可打癱台灣的供電系統。
工研院綠能所電網組的博士說:「303停電,台灣自己已經告知習近平,開戰時該打哪裡」。
對價值選擇與調度思維的反思檢討(深層反思檢討)
對於電力布署,由於承平已久,國人逐利,政府只會從「經濟調度」的角度出發,找經濟效益的方式進行布署,布署出來就是現在這種樣子。
由於國際淨零碳排的壓力,以及國內對無核家園的追求,目前電力布署已經在「經濟調度」之外,朝「環保調度」的方向發展。引入綠能有效利用的相關安排。
但依政治人物的尿性,如果我們不作為,政府高層與中階文官,絕不會朝「災防調度」的方向進行電力布署。因為「微電網」本質上會干擾經濟效益。
從烏來福山國小出發
福山國小防災型微電網
2015 年 8 月蘇迪勒風災後,福山部落斷電 17 天,台電於福山國小建置「微電網」,2017.1.18啟動,供當地避難收容處所之緊集用電。 工研院資料:
- 三組太陽能光電合計 29kW + 材油發電機 60kW ,儲能設備 50kWh(50度,鋰電池)。
- 太陽能光電依新北市地均平均日照,日發電量 75 度,油料儲備 14 天用量。
- 配電盤有切換聯網與獨立微電網的模式。
- 整套設備總經費 700 萬。
- 太陽能光電平日與公用電網併聯,提供在地電力,減少當地電力需求。
- 設置地本身不能被風災、水災、土石流波及。
建議:
- 優化學校微電網設計,將鋰電池改成鐵鋰電池(磷酸鐵鋰)
優缺點
- 以正極材料命名(負極是碳)
- 磷、鐵存在於地球的資源含量豐富,不含鈷等貴重元素,價格低。
- 安全性極佳,濫用測試下,不爆炸,不起火,不冒煙。即使在最惡劣的交通事故中也不會產生爆炸。完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患。居民嫌惡度低。
- 循環壽命約2000 次,循環壽命長。最符合環保要求。
- 能量密度低於普通的鋰離子電池。
- 低溫特性比鋰離子電池差(不容易估計電池電量)。
- 以 100 億的建置經費:
- 90 億用於建置 1500 個學校微電網
- 以 5 億用來建置「動手學」「自主學」「一起學」的電學、化學課程與學具。平均每教學點 25 萬。
- 以 5 億用來當首年折舊維護經費(每 18 年折舊更新一輪),以後平均每年編五億折舊維護經費。納入行政院一般教育補助的補助基本教育設施。
- 整個微電網的土地和建築開支由教育經費 cover ,維護人員,由於「課程化」也由教育經費吸收掉了,又算行政院教育支出的額度,國防部、內政部、經濟部(台電)、行政院都有賺頭。
- 教育界賺到了沒學生不撤國小。
- 1500 個微電網,採用共同供應契約,處理折舊維護。
- 台東參與試辦,試辦的經費爭取潘文忠明年補助。
- 平日,學校微電網優先供應學校內用電,尤其是冷氣用電。
- 研究減少位置曝露問題。
- 建議納入選前 45 天的民間國是會議教育趴,「認真…」議題。