電力調度處

台灣電力系統簡介

萬長翰2014/05/10 (六)

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電

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• 哪一種電?

• 電從哪來?

• 電的特性?

• 用電量怎麼算?

• 怎麼運作?

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你有注意到嗎?

有注意過日光燈會閃爍嗎?

實際上早期”台灣”的日光燈管每秒會閃120次

有人知道為什麼嗎?

因為台灣電力系統用的是: 頻率60Hz的交流電

日光燈所產生的亮度必須在固定的位差上才會發光，當進入日光燈的電位差升高時，燈管亮度就會明顯升高；但當進入日光燈的電位差降低時，燈管亮度就會明顯下降

新型的安定器會升頻到20~60kHz

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交流電

頻率: 台灣60Hz、大陸50Hz..

電壓&電流每秒交換60次

為什麼會有頻率?

因為發電機利用燃料推動轉子，

用轉子磁場來切割定子磁場(佛萊

明右手)，來發出電力

發電機轉速(幾極)跟頻率直接相關

一般來說:2極火力3600rpm、4極核能1800rpm、8極水力900rpm

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頻率高低?

頻率影響?

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用

電

量

發

電

量

用

電

量 發

電

量

用

電

量

發

電

量

頻率偏低 頻率偏高頻率不變

對電力系統有何影

響?

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頻率影響 當頻率過高或低時(ex.跳機)

氣輪機轉快或慢

會造成氣輪機葉片震動甚至

破損，無法發電

跳機 缺電 頻率低發電機

故障大規模停電

避免限電預備備轉容量(拉頻

率)

頻率過低限電(保護機組)

頻率低是限電原因之一6

必須時時刻刻保持供需平衡

理論上(經濟調度) 基載(定載、便宜)

機組需滿足可長時間連續運轉

且發電成本低之特性，如核能

及燃煤火力等。

中載(每日升降)可接受調度，於早上清晨時升

載或併聯發電，於深夜降載或

解聯停止發電，如調整池水

力、燃油與燃氣汽力機組及複

循環機組等。

尖載(快速反應、貴)尖載機組必需具起、停快速之

能力，可適時增加出力，滿足

尖峰用電需求，如抽蓄水力、

水庫式水力及氣渦輪機等。

抽蓄機組:夜間抽水儲能，白天發電7

實

際

基

載

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專業名詞

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備用容量 備轉容量

淨尖峰能力 容量因素

瓦跟度?

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備用容量

以該年度小時平均尖峰計

算，用來作為長期電源開發

規劃之用，每年一個數值

包含:大修、檢修、故障機組

及水文限制

備用容量率:目前規定目標值

為15%

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備轉容量 以每日瞬時尖峰計算，每日

變化(隨機組狀況更新)

備轉容量太高?

可以拿高速公路半夜沒什麼

車，來質疑高速公路車道蓋

太多嗎?

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101&102年每日尖峰+大修計畫

核三#13/27-4/2732天

中五9/1-10/2353天

興二(暫訂)10/26-12/743天

核二#14/30-5/3132天

塑化UPB

3/1-5/27

74天

麥寮#212/1-1/2960天

中二10/24-11/3038天

大五2/4-3/1439天

中六12/18-1/2438天

中十12/1-1/2152天

協二1/25-3/439天

核三#212/19-1/1932天

協一12/18-1/2034天

麥寮#22/18-2/236天春節檢修

麥寮#310/1-11/2960天

核一#211/15-12/1632天

和平#210/24-

11/1220天

興四2/1-3/1543天

中三1/25-3/2964天

中九3/30-5/2152天

大四1/3-2/332天

核一#11/13-2/1736天

檢

修

容

量

資料來源：發電處、核發處

協二

核一#2

核一#1

核二#1

塑

化

UPB

塑化UPA

103/12/1

-104/3/1

91天

大五

協二

興四

11

1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 12月8月 9月 10月 11月

備轉容量

102年每日尖峰

101年每日尖峰

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備用容量=備用電鍋官方說法看不懂，我們打個比方來說好了。

以自助餐的供飯例子來譬喻就是: 電鍋=電廠，飯=電，

顧客飯量=用電量，

電源規劃:自助餐會預估顧客食量，來準備足量的電鍋(電廠)，煮飯(發電)給顧客吃

限電:顧客沒飯吃

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圖示範例

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•淨尖峰供(飯)電能力:所有電鍋的供飯量 (六個電鍋)

•備用容量:預估明年尖峰顧客用飯量，所準備多於尖峰用飯量的

電鍋數量(包含臨時故障、定期維修等)，主要用來評估明年是

否需要買電鍋。

•Ex1.預估尖峰只需用四個電鍋供應就足夠，備用容量=2

•Ex2.就算預備的故障，備用容量=2

•備轉容量:預估明天尖峰顧客用飯量，所準備多於尖峰用飯量的

電鍋數量(不含臨時故障、定期維修等)

•Ex3.假設明天狀況如上，備轉容量=1

•後備電鍋通常老舊、效率差，導致運轉成本高

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備用容量不足

如果顧客在A自助餐沒飯吃，可以跑B，但在台灣沒電怎麼辦???

(台灣是小型獨立電網系統，沒人可以借電)

未來即將遇到的

當備用容量不足時，問題點:

水力無法經常發電(兩~三星期，水庫水用光)

機組大修、檢修間隔變短(EOH累積過快)，更容易缺電

PS. EOH是等效運轉時數，類似於汽車開一萬公里要進廠維修一次

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備用容量率比較

國別 備用容量率

臺灣 15%

韓國 15~17%

新加坡 30%

日本*8~10%(預備率=備轉容量)

45%(備用容量率)

日本沒有備用容量率的說法，稱為預備率 = [可調度容量 － 尖峰負載 ] / 尖峰負載。其中，可調

度容量指尖峰月扣除各項不能發電因素後的淨出力。根據2009年實績，以國際備用容量率慣例估

計，日本備用容量率高達45%

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容量因素（Capacity Factor） 每年實際的發電量與其理論最大值的比值叫做容量因素。

舉例來說，一台車理論上一年可以跑一萬公里，實際上只能跑八

千公里，這台車的容量因素就是(8000/10000)*100%=80%

Q:增加大潭容量因素可以替代核四?

A: 大潭是中載機組，在尖峰時已經

滿載發電，無法替代核四

大潭是尖峰時刻已經在發電的電鍋

提升容量因素=讓他在晚上也煮飯，還是無法供應尖峰的需求

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電廠類別 容量因素

火力(基載) 85~90%

核能 85~90%

火力(中載) 30~50%

太陽能 約15%

風力 約30%大潭

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瓦跟度?

• 發電能力跟發電量是不同的 Ex.一口能吃多少飯≠一天食量

• 1度電=1kWh=一千瓦小時 度跟W差在是否乘上時間

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備用容量率與限電關係

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民營電廠開放

電源開發困難

金融風暴

全球經濟不振

核四停建

大潭趕工

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未來預估備用容量率

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今年

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歷年裝置容量

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歷年發電量占比

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台灣能源體質

台灣缺乏自產能源，99%仰賴國外進口。

小型獨立電力系統，電太多太少都只能靠自己。

燃料安全存量

燃煤： 36天

燃油： 1個月

天然氣： 7~14天

核能： 18個月

燃料來源出問題時(戰爭、搶貨、

天氣因素等)，怎麼辦?

風險管控? 集中或者分散?

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台灣未來電廠變更電廠 除役OR更新商轉 容量增減

核一 G1~2 107.108年除役 -1272 MW

核二G1~2 110.112年除役 -1970 MW

林口G1~2 103年9月除役 -600 MW

協和G1~4 106年除役 -2000 MW

通霄#1~3 106年除役 -720 MW

核三G1~2 113.115年除役 -1900 MW

大林G1、2 101.9.1已除役 -600 MW

新林口G1~3 預計105,106,108商轉 2400 MW

新通霄G1~3 預計105,106,106商轉(海管興建中) 2100 MW

新大林G1~2 預計105,106商轉 1600 MW

核四G1~2 ??? 2700 MW

北部-742MW (沒核四:-3442MW)

總和 全區-262MW(沒核四:-2962MW)

超高壓幹線系統

南科

和平

仁武

國光

塑化

路北

超高壓既有系統

民國九十六年台電既有超高壓幹線系統圖

96.04.19

台 灣 電 力 公 司

(北)(南)

IPP

IPP

IPP

僅 供 參 考

核一 核二

深美

板橋

冬山

龍潭

(北)

天輪

(南)

峨眉

中港中火

彰濱

南投

中寮 鳳林

全興

麥寮

大觀二廠

明潭

嘉民

興達

龍崎

高港

核三

大鵬

(南)

(北)

協和

(北)

(南)

頂湖

汐止

中送北

南送中

超一路

超二路

超三路

161kV

電力系統必須考慮任

何時候，在N-2或G-2時，不會讓系統大規

模停限電

N-1:跳一條線

N-2:跳兩條線

G-1:跳一部機

G-2:跳兩部機

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再生能源可不可以替代核四?

這裡以目前發展最好的幾種再生能源來說

風力

容量因素低落。

夏天風小、冬天風大；白天風小、晚上風大。(相反)

太陽能

PV:夜間無法發電，且需要廣大空間

CSP:夜間可發電，需廣大空間(國外多蓋在沙漠)

發電曲線跟台灣負載特性類似

以下幾種都還不夠成熟

地熱(目前清水地熱裝置容量50kW=0.05MW)

海洋能(潮汐、波浪、洋流、溫差、鹽差)

其他發電方式

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兩周風力發電曲線

2626

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電力調度處 29

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台灣電力系統風險

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先天不良，後天失調

先天不良: 亞熱帶孤立小島、無自產燃料、狹長地形

後天失調: 能源政策不明、發輸電設備難以興建(抗爭)、人往北

區集中北區負載重。

限電風險:

1. 燃料補給問題

2. 區域電力不平衡，南電北送

3. 多天災:地震、颱風

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結論

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大電力目前還沒有好方法儲存，目前最好的方法還是用抽蓄電廠

(日月潭)

太陽能發電可以替代尖載

短期內再生能源無法替代基載機組

核四興建與否，影響台灣未來能源

排碳量

供電安全(天然氣占比提高、來不及蓋電廠)

能源價格

能源政策，不可偏廢。

報告完畢，敬請指教

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台電電力調度模式—階層調度

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階層調度權責

1. 核能G/S、大型水/火力 G/S

及 IPP 電廠之發電控制

2. 經濟調度、電力品質

3. 345kV 系統幹線指令調度

4. 161kV 系統指令調度

1. E/S, P/S, D/S 161kV 系統監控

2. P/S, D/S, S/S 69kV 系統調度監

控

3. P/S, D/S MTR/DTR監控

4. 69kV 系統電壓/無效電力控制

5. P/S, D/S電壓/無效電力控制

1. P/S, D/S, S/S 11/22kV饡線監控

2. S/S DTR 監控

3. S/S 電壓及無效電力控制

指令調度 及 資料傳送(RTU)

E/S及

G/S

161kV

資料傳送

(ICCP)

161kV

系統調

度指令

變電所

161kV

資料傳

送

(ICCP)資料傳送 與 控制

配電調度控制中心

各業務區處 DDCC

11、

22kV

饋線

監控

指令

饋線操作指令

D/S

中央調度控制中心

調度處 CDCC

P/S

E/S

S/

SG/

S

核能

G/S

火力

G/S

IPP

大水

力G/S

區域調度控制中心

各供電區營運處ADCC

Q:工業用電便宜為何比較便宜? A:工業用戶需自備變壓器

161 kV轄區交界及345kV系統指令

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台電未來機組變化

除役狀況

北部

核一裝置容量1272MW (107.108年除役)

核二裝置容量1970MW (110.112年除役)

協和火力電廠2000MW (106年環保標準無法達到，除役)

林口電廠600MW (103年10月除役)

中部

通霄#1、2、3共720MW預計於106年除役通霄電廠擴建

南部

大林G1、2於101.9.1已除役

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台電未來機組變化

新建(更新)狀況

北部

新林口G1~3裝置容量2400MW

新深奧G1、2裝置容量1600MW，卸煤碼頭被抗議，中止

核四裝置容量2700MW 預計??????

中部

新通霄#1、2、3裝置容量2100MW，預計商轉

105,106,106??

南部

新大林G1、2裝置容量1600MW預計商轉105,106

如果一切預定完工時間核四也興建完成，只缺262MW

又如果核四不興建，就缺少2962MW