「513全台停電」專家意見。 by 新興科技媒體中心 (05/14/2021 Science Media Center Taiwan新興科技媒體中心）
議題背景：
2021年5月13日下午，因高雄路竹興達電廠匯流排故障，導致全台緊急分區輪流停電。今日（5月14日）下午經濟部亦透過記者會說明，此次故障原因為在進行新機組加入系統前檢測時，工作人員錯誤操作隔離開關，造成匯流排設備負載過高接地故障，導致跳機。新興科技媒體中心邀請專家提供看法。
專家怎麼說？
2021年5月14日
成功大學電機工程學系教授 張簡樂仁
匯流排是什麼？為什麼匯流排故障會引起大規模停電？
匯流排（bus）是一個乘載電力輸配的關鍵設備。在發電機組發電後，電力會先傳輸到匯流排，由匯流排經過變壓（包含升壓與降壓），再分配至各個電力配送線路。當匯流排故障時，為了避免接地故障產生的高熱波及發電機組造成更大的危險，該線路會自動開啟保護設施，自動斷電、發電機組也會自動跳機。相關機制類似於家庭中，瞬間用電量超過負荷時，會因高熱燒斷保險絲，並直接跳電，以保護電器與變電箱。
此次事件之所以會引起大規模停電，是因為全台的發電機與電網都相互連結，而引起的連鎖事故。由於電網中的發電與用電（包含儲存、傳輸耗損等）無時無刻都是相等、平衡的，當有突如其來的大規模電力缺口時，會因為電力需求大於供給，導致電網中交流電頻率快速降低；但因其他沒有跳機的機組輸出的頻率仍維持原頻率，可能因機組過熱導致連鎖跳機。為了避免因連鎖反應擴大電力缺口，電廠會切離負載，減少電力需求，使頻率維持穩定。
此次跳機的發電量為2.2GW（關於GW請參考：能源名詞解釋1），因此需切離至少同等數量的負載需求。
這次跳掉的電量比815停電少，且備轉更多，但卻需要等故障排除後，興達電廠機組重啟再上線，這是不是代表備轉不足呢？
在規劃備轉時，有分快速備轉與慢速備轉，但這兩類備轉的機組容量會加總為我們在台電網站上看到的備轉容量。快速備轉指的是可以立即連上電網的發電機組，例如已經在待機狀態的發電機組、水力機組、燃氣機組；慢速備轉指的是在需要時可以啟動支援電網的機組，慢速備轉機組若要連上電網仍需要經過啟動、熱機、升載的過程。
然無論是815停電，或是本次事件，並非備轉容量規模的問題，而是因為頻率快速下降導致必須切離負載，以避免更大連鎖效應，這是無論如何快速的機組都不足以應付的。對於備轉容量的機制，我們可以將他理解為「買保險」的概念，有很大量的備轉容量或快速備轉機組，或許可以能夠更快復電，但無法避免停電事故。一如815停電時，水力機組可以快速連接電網供電是復電速度較此次快的重要原因。
然而「買保險」需要付出高額的成本，隨時讓機組處於待機狀態，或是增建發電機組是高額的投資與建設成本。我們也必須考慮，是否有必要為了偶發、難以預測的事件提高備轉容量，付出高額的費用建置新機組，或長期維持待機？
技術上我們有其他的方式再次避免相似的情況嗎？
誠如前述，當前電力系統遇到的挑戰，並非技術問題，而是風險管理問題，關鍵是要如何更彈性的應對風險與更快復電，增加電網的韌性。除了人為造成的問題，未來氣候變遷、極端天氣事件對電網的挑戰也難以預測，例如年初德州大雪造成的缺電，即是此例。
除了電源端（增加機組、增加備轉）的討論，在輸配電端也有可以努力的空間，例如以需量反應機制，可以更好的掌握用電端狀況；建立分散式能源系統，可避免單一電網的風險；新增儲能設備，也可以強化電網的韌性。
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