停電事故報告據說明天出來，先來寫一些東西

下班就被疾管家事件笑到不能自已... 推薦大家去追一下認知作戰XD。明天行政院據說會公布513的檢討報告，基本上檢討報告我已經看過了，不知道明天會不會公布一樣的版本XD。

5/17停電很明顯是因為缺電已經無法否認，有人說台電目前情況不足以因應極端氣候，但該檢討的絕對不是台電的歲修排程，要檢討也是檢討能源局...

根據電業法，能源局現行為獨立電業管制機關，理應當根據用電狀況/天氣條件/經濟情形等向電力公司發出預告或報告檢討，例如英國Ofgem或加州CAISO都有相關機制，早該公布全民或向企業發出預告，並與台電協調調度，但這次的事件中能源局根本死去。當然，電力備轉容量灌水以及僅顯示 #尖峰備轉 是否有誤導大眾的情況更需要被檢討。

至於5/13，基本上目前釋出的檢討大多聚焦在變電所維修誤將匯流排接地為何發生，這在工安上當然需要被控管，但除了變電所的事故外，還有兩個面向需要被討論，以下共三個面向希望在報告中都能有清楚論述：

1. 為何保養施工誤將匯流排接地？
2. 為何興達電廠的跳機與搶救如此不穩定？
3. 為何強調備轉充足卻需要全台停電5個多小時？

第二點和第三點我覺得民眾可能會更在意一些，當局應該會如實和大眾解釋吧。

#513停電不是電送不出來
不過有一點我可以先跟大家做澄清，當天行政院或是側翼說興達的電送不出來XDD，這絕對是假消息，要求台電檢討電網管理更是外行把專業當智障，先試想，興達有4煤5氣，如果真的電送不出來，電網的缺口將是4GW以上，而非只有跳機或受波及的2GW，因為所有變電站或電廠開關在設計的時候本來就都有考量設備故障需要備援的情況。

目前主流的超高壓變電所採用的匯流排設計多為breaker one and half，它的設計為雙匯流排由雙環三斷路器連結，只要中間的斷路器沒故障，環上的任何一點發生故障都可以被隔絕，將電流導向另外一個匯流排，除非哪個人去破壞中間的斷路器，否則大部分的事件都能單靠它的設計和邏輯控制排除。這次的事故確實施工者打開接地開關，導致大電流直接衝過迴路使匯流排故障，但... 0.X 秒的時間，事故就被隔絕，由另外一個匯流排繼續輸電，所以電絕對是可以繼續送出來的！！不過無可否認的是，畢竟當下衝波太大，興達確實有幾部機組受到影響(但有趣的是不是發電機受影響)。

而興達的跳機與搶救過程精彩又是另一個故事了，只能先透露，當下的興達並沒有跳掉2.2GW那麼多。大家一起期待檢討報告出爐 !!

【備轉容量率做假是真的嗎？】
#數字可能沒問題但須清楚揭露 #了解備轉容量
近期有些聲音指向台電的綠燈是假的，備轉容量是假的！而究竟台電的備轉容量有沒有作假？先講結論，沒作假，畢竟行之有年，公務人員也不會拿自己生命開玩笑。然而名詞定義與呈現上，仍與國際間有諸多差異。

▋台電的備轉容量
備轉容量，顧名思義，備好運轉的發電容量，用以應變電網負載變化、電力負載預估錯誤或突發事故。

台電定義的備轉容量為：
備轉容量=系統運轉淨尖峰能力-系統瞬時尖峰負載(瞬間值)

台電會依造每天尖峰能力不同(機組排休、天候條件以及燃料供應狀況)，扣除當天尖峰負載得出其備轉容量，而備轉容量率就是將備轉容量再除上尖峰負載。台電定義出10%以上為供電穩定，6%以下則有缺電危機。

這樣比率的定義其實有相當問題存在
1⃣我們無法確定那些機組是備轉
2⃣不同季節時間下的電網(備轉)需求不一，有量的需求，也有比例的需求

因此，當我們看到國外備轉容量在定義上，鮮少會去計算幾%，幾乎都是針對當下電網條件，去計算所需的備轉容量，同時，因為國外電力市場自由化緣故，備轉容量已經被視為電力輔助服務(Axillary Service)的一環，並有專屬的競標市場。

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▋國外備轉容量率定義
台電的發電參數設定與設備幾乎都參考美國，因此我們便先以北美電力可靠度組織(NERC) 的相關規範(Reliability Guideline, Operating Reserve Management – Version 2, 2017)做備轉容量的講解，於規範中提及的備轉容量就有三種，分別為：

1⃣調節備轉(Regulating Reserve)：用以即時平衡電力負載變動、負載預測錯誤以及再生能源預測錯誤之備轉容量。調節備轉容量通常為尖峰負載的2-3%，由過去電網負載預測失誤之平均，但伴隨再生能源的增加，仍須加上其預估錯誤的部分，以致需準備更多調節備轉。

2⃣緊急事故備轉(Contingency Reserve) : 用以電網發生重大事故時，緊急上場救援補上的發電容量，通常包含10分鐘備轉(10-Minute Spinning Reserve)，與30分鐘備轉 (30-Minute Spinning Reserve)。10分鐘備轉須能在短時間內替代電網中最大單一緊急事故(Most Severe Single Contingency, MSSC)，因此其容量至少得滿足該緊急事故的損失，以台灣為例就是一部核二機組跳機，或它的聯外輸電網絡損壞，導致頓時喪失將近1GW的事件。而30分鐘備轉通常被定義為1.5-2倍的MSSC，用於10分鐘備轉失效後補上的備轉。
因此整體來說，緊急事故備轉大約為2-3倍的MSSC，以台灣為例就是將近2-3GW，相當於5-8%的夏季尖峰用電。但此處的定義明確，並非幾%，會因為電網即時運作狀況有別，例如冬季時就相當於7-11%。

3⃣頻率響應備轉(Frequency Responsive Reserve)：用以維持電網頻率或電網慣性的備轉容量。通常是運轉在線的機組就要提供這樣的服務。其需求視該電網系統中的併網頻率響應準則(Interconnection Frequency Response Obligation, IFRO)以及最大頻率變化(Maximum delta frequency, MDF)而定，以美國電網的平均而言，這樣的需求約略為尖峰負載的1%

除此之外，美國部分地區也有所謂快升備轉(Ramping Reserve)來提供電網快速彈性調度的服務，依據其電網需求而定，目前再生能源相當多的加州電網(CAISO)以及美國中部電網(MISO)有推動這類服務。而上述三種備轉容量調節備轉、緊急事故備轉與頻率響應備轉也可見於歐洲電網(ENTSO-E)，概念大同小異，但會換個名字，例如它的緊急事故備轉包含初級以及次級備轉，英國電網中則是以STOR(短期備轉)作為緊急事故備轉與調節備轉。

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▋所以到底備轉夠不夠啦
我想大家到這邊會有個疑問，那到底要幾%才夠？前面已經說了，台電以幾%去定義備轉是有問題存在的。但若以美國系統而言，將前述三種功能備轉相加後得出，10處電力市場中，有4區的備轉容量需求相較於它的尖峰用電量小於6%，有兩處介於6-10%之間，有4處大於10%。

我倒也沒想要對台電做甚麼質疑，但以同樣的標準計算，#台電所需的最低備轉容量率可能為 8-12%。以目前台電所提供的數據，10%的備轉容量率就稱作供電穩定或足夠來說，似乎有必要做更多說明，而台電計算最大供電能力的細節，能否更公開透明也是讓人期待之處。

目前台電揭露備轉容量率的方式也明顯不合乎國際趨勢，但可能與電力市場尚未開放有關，前些日子中有些台電修改備轉容量率標準的新聞，例如10%中須包含一部份的熱備轉以及一部份的冷備轉，其實是合理且符合備轉容量服務精神的，但一樣，這樣的備轉容量定義是否能夠合乎上述簡介中備轉容量的幾種功能，我想都應該清楚且即時的說明。關於呈現的方式，若能比造加州電力調度局CAISO，清楚呈現當天預估的負載，及時供電能力以及再生能源等，都可以幫助消費者更清楚。

另外，有些人認為台電將備轉容量率的計算納入再生能源感到納悶，直觀認為備轉容量應當接受調度，再生能源不該計入備轉。這樣的說法對也不對，同樣於國外的電力市場中，再生能源發電業者，只要能確保其再生能源能在特定時間發出一定電量，例如光電能於中午時分派上用場，其再生能源電廠便能參與備轉容量市場競標。(但以調節功能為主)

而日益增加的再生能源發電是否導致備轉容量需求增加？此題目也須針對三種備轉分別探討，大家可以先想想，日後再慢慢說。

【加州疫情中過多的再生能源】
#需求減少再生能源持續增加 #必須動用經濟手段做削減
加州電網調度中心CAISO創下了削減再生能源(Curtailment)的紀錄，原因是該州在日間時段不斷增長的太陽光電發電量越來越多，甚至超過了電力需求。而健康體系面對疫情挑戰同時，加州電網以及世界各地再生能源佔比高的電力系統，也都在面臨新冠病毒大流行連帶電力需求下降的問題。

▋疫情管制導致的電力需求下滑
大概三月中，舊金山灣區率先開啟了管制作業，並責令其停止所有不必要的工作，而州長Gavin Newsom隨即對將命令延至全州範圍。接著，CAISO便開始記錄到因為企業停業所導致的的需求顯著下降，這些企業主要集中在灣區以及南加州等地方。

自從全州禁令發布以來，CAISO系統中與去年同期相比，在工作日的負載需求大約降低5%~8%，在周末的負載大約是1%~4%，早上高峰時段的降幅最大。而這些數字已針對天氣差異做了校正，分析結果主為「由於從商業，餐飲和零售中心轉向住宅消費」，商業負載的下降超過了拘留於家中成長增長，而這樣的降幅比疫情更為嚴重紐約降幅更大，電網系統NYISO平均下降幅度高出4%~5%，ISO New England則是3-5％。

假如這樣的狀況是可以預測的，或許可以盡早準備還不會有什麼問題，但由於電力調度單位缺乏有關大型流行病如何影響電力消費的歷史數據，加州出現了更多錯誤的負載預測，更因它有比其他州更多的太陽光電大約27GW，(尖峰發電約11GW，占負載約五成)，此外，加州還擁有約6GW的風電，儘管在過去十年中這種資源的增長速度並不快，但綜合如水電等再生能源，瞬時可佔CAISO 電力系統供應的 63％ 。導致它得面臨更劇烈的著電網平衡挑戰，再不得不的情況下，削減的再生能源發電量來到新高。

▋加州的削減挑戰
其實在COVID19大流行之前，CAISO的再生能源削減再度創新高。相比之下，今年一月減產了1.38億度(2019年為1.27億度)、2月減產了1.57億度(0.82億度)。而疫情爆發的三月更是創下春季新高，來到了1.8億度(去年同期為1.2億度)。為了滿足該州積極的清潔能源目標，在太陽光電的推動下，削減量每年都在增加。根據統計，截至2019年底，加州已經擁有超過27GW的太陽能，發電量佔該州的近20％ 。

但是，加州的光電無法一直在它發出時被使用，特別是在陽光明媚但氣候溫和的春季，空調需求並不明顯。這使CAISO的供求曲線從清晨到午後下降，這造成了該州最著名的鴨子曲線。而多年來，CAISO一直示警並尋求解決方法。除了使用天然氣做追隨負載，其他選項包括將電力出口到鄰州，使用該州不斷增長的儲能系統，但也儘在某些日子能發揮作用無法長遠，這些就是某些人很喜歡說的彈性。

此外，CAISO也會依靠能源市場價格下跌(有時可能跌至負區域)來推動電力從低價區域向高價區域的轉移，或鼓勵能夠控制其輸出的發電商降低產量。 但是，如果這不能帶來足夠的減少，CAISO將開始提供，以支付再生能源發電業者減少輸出的費用。這種「經濟削減」(economic curtailment)佔了其需求的絕大部分 。

如果CAISO還無法通過這種方式獲得足夠的電力供應減少，那麼將會開始要求發電業者排電減產班表(Self-Schedule Cut)，比例大致占十分之一。若真的再無法，作為最後的選擇，CAISO可以命令發電者按照其所謂的“特殊調度”命令與電網解聯(Exdispatch)-這是今年尚未採取的步驟。

▋這樣合乎成本效益嗎
對於電網業者以及需要穩定電力的民眾來說，對再生能源做出削減已經是較為經濟的做法。但就發電業者或電力市場健康的角度來看，我想沒有人會願意放棄自己的生財工具，而我們也曾討論過，再生能源的量在過多又無搭配便宜儲能系統的情況下，再生能源業者的獲利甚至會因此下降，但這也都有賴市場以及科技作解決。

這次的疫情如IEA所說，各地的電力系統大概都提前經歷了未來十年再生能源暴增的樣貌。