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台湾省大停电事故分析快报

2017-08-17 08:12:12 南方电网技术情报中心 作者:情报君

1、事故概况

2017年8月15日下午4时51分,台湾省各地传出停电事件,据台湾电力公司(简称台电)官方表示,由于中油人员在大潭电厂天然气计量站更换电源供应器时导致大潭电厂供气中断,六台机组脱网,供电量减少约4200MW,造成电力系统频率瞬间降低,因此稳控装置启动低频减载,造成台湾省多处停电。由于大潭机组供电量大,台电公司不得已从晚间6时起实施紧急分区轮流停电,造成大量民众不便。

此后,台电公司表示,此次中油供气中断导致停电,事出突然,台电实施紧急分区轮流停电,以确保系统稳定。台电表示,每年年初会制定考虑电源不足时期的限制用电运行方式,排定紧急分区轮流停电的组别,此次影响的用户为电费单据上的A组与B组用户。台电说明,中油公司已经恢复正常供气,台电公司检查大潭机组状况确认没有问题后,傍晚6点49分已开始陆续并网供电,晚间12时前可全数恢复供电。

2、事故影响

本次停电事故是台湾省史上最大规模的停电事故,台北、新北、新竹、桃园等地陆续出现停电,殃及17个县市。本次事故预估约668万户,每轮停电1小时,部分用户会停电两轮。停电区域包括:

台北市:12个行政区

新北市:8个行政区(板桥、中和、土城、林口、三重、莺歌、树林、芦洲)

桃园市:7个行政区

台中市:4个行政区(大里、雾峰、大雅、丰原)

台南市:12个行政区(新营、北门、盐水、六甲、后壁、柳营、东山、七股、下营、佳里、归仁、学甲)

高雄市:11个行政区(新兴、三民、左营、路竹、鼓山、前镇、楠梓、永安、凤山、梓官、茄萣)

基隆市:3个行政区(七堵、中山、仁爱)

新竹市:2个行政区(北区、东区)

新竹县:4个行政区(竹北、新丰、芎林、关西)

苗栗县:9个乡镇(南庄、后龙、竹南、狮潭、泰安、公馆、苑里、大湖、头屋)

南投县:2个乡镇(鱼池、南投市)

彰化县:4个乡镇(芳苑乡、埤头乡、溪州乡、埔盐乡)

云林县:5个乡镇(斗南、元长、西螺、仑背、麦寮)

嘉义县:3个乡镇(大埔乡阿里山乡竹崎乡)

嘉义市:2个行政区(东、西区)。

屏东县:4个乡镇(佳冬、玛家、内埔、潮洲)。

宜兰县:5个乡镇(宜兰市、员山乡、罗东镇、冬山乡、五结乡)

当日21时过后,台电启动第四轮轮停,21时40分,台电宣布解除紧急分区轮流停电。台电承诺,当晚12时全台可恢复供电。截至目前,尚未公布本次事故造成的经济损失。

图1 台湾民众自备手电筒点起灯光前进

3、事故原因

本次大停电事故实际上是中油人员人为误操作导致天然气中断(据报道称),导致电网大功率缺失,期间正值负荷高峰,由于台湾地区近期备用不足,造成低频减载切负荷,后期事故限电。

由于近期台湾天气炎热,8月7日台电已发出供电安全预警信号,当日台北高温破38度,创下今年的新高,温度效应引发用电负载升高,最高负荷于下午达36165.4MW,由于和平电厂电塔倒塌影响备用率达4%,引发供电持续吃紧,系统实际旋转备用率仅2.34%,备用容量约845.2MW,供电灯号亮起今年的第一颗红灯。8月7号下午,台电召开应变协商会议,进一步讨论确认供电情况,台电呼吁大众于下午一时至三时用电尖峰时刻,调高空调温度降低空调负荷,共同缓解供电的压力。8月8日全台最高负荷达36266MW,创历史新高,而台电当天最大供电能力为36890MW,旋转备用容量仅剩624MW,备用率1.72%,也创下历史次低,距离供电灯号亮黑灯(轮流限负荷)只差124MW。

在如此大的供需矛盾下,8月15日台湾大潭电厂由于供气中断,6台机组全部脱网,导则系统损失约4200MW负荷,占系统总负荷的11.6%,远大于系统备用容量,事故必然导致全台湾地区轮流停电,所幸脱网机组为气电,启停较快并网比较迅速,没有进一步扩大事故影响。

图2 台湾电力系统示意图

4、事故反思

台湾省电力市场机制是垂直一体化机制,作为台湾四大公营事业之一,台电负责全省的发、输、配、售等环节。由于核电等主力电源建设受阻,导致发电任务基本由油电、气电、煤电承担。如表图3所示,从近期台湾省电源结构可知,以油气为燃料的电源装机占比达到33.6%,在供应紧缺情况下该类电源在台湾作为基荷使用。因此,受国际燃料价格上涨及电费收入减少影响,加上今年核能发电量减少,必须调度燃油、燃天然气机组填补供电缺额,光是添购油、气等成本,就增加128.7亿元(新台币,下同),台电在今年上半年亏损近71亿,成“经济部”管辖的四大公营事业中唯一亏损,累积亏损更是来到1010亿元。

图3 台湾电源结构示意图

近年来台湾省的主力电源建设受阻问题严重,尤其是核电,台湾地区对核能存废议题由来已久。三座在运核电厂都将在2025年前服役期满。台湾电力公司最早于1978年首次提议建设第四座核电厂,但该项目自诞生之日起便几经起伏停建风波不断,“反核”浪潮下,台湾当局于2015年作出“核四封存停工”的决定。根据台湾能源主管部门此前预估,核四封存再加上核一、核二、核三陆续除役,2018年台湾将面临缺电风险。

由于核电无法建设,加之独立电源投资商(IPP)对高额发电成本的气电、油电投资建设驱动力不足,台湾电力供需矛盾愈发严重。统计数据显示,2014年全台供电充裕天数还有300天以上,2015年电力备用容量率仅约10.4%,而台当局核定的备用容量率却是15%。从2015年开始,台湾电力备用容量率已在安全线以下。一旦一个大型发电机组跳机,就会发生大规模区域失压,甚至限电,台湾电力吃紧,已经到了十分严重的状况。根据台电测算,在核四投产备用容量率还将在15%的钢索边缘惊险游走,但自2021年起将降低到11.8%,之后逐年滑落,到2026年更降低到负4.6%。即使核四投产,若考量核一、二、三厂除役时程,2018年起也将低于15%。另据台电推测,备用容量率低于10%,台湾就有缺电风险;低于7.5%,缺电已无可避免。

因此,反观本次台湾地区大停电事故,表面上由于人为操作引起的事故,实际上是电力供需矛盾的体现。主力电源建设关乎电力系统安全问题,本次事故提前预见但缺少实际的防范措施,也正体现了台湾电力规划与规划执行力的水平,当然也有其“民主”影响的因素。可以预见,若台湾还不解决主力电源建设,缓解供需矛盾,电力系统安全隐患将愈发严重。

当然,给南方电网公司的启示是随着本次电力体制改革向纵深推进,应更加重视容量市场、辅助服务市场的构建;同时也要重视电厂的隐患排查,包括燃料供应安全排查,加强事故演练和预案管理。

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