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電力負載,升降之間學問大

2015/02/05 經濟部能源局 點閱人次: 483

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撰文/張心紜 圖片提供/達志影像、台電公司

12月31日這一晚,成千上萬的民眾擠入市民廣場,隨著時間愈接近午夜,現場氣氛也漸燒至沸點。好不容易盼到了倒數的橋段,響徹雲霄的「5、4、3、2、1」迎來了一年一度的璀璨盛事,超過2萬發不同色彩的煙火在黑幕上揮灑出一幅幅華麗畫作,好幾百萬雙眼睛同步驚艷了熱鬧歡騰的一刻。

對你我來說,電就在開開關關之間,來得容易也去得輕巧,對台電而言,要維持電力的供需平衡,卻像是在打仗般,哪個機組要上先發、哪個機組要做備援、什麼時候該進攻、什麼時候該撤退,牽一髮而動全身的調兵遣將,一絲一毫都不能馬虎。

長達200餘秒的絢爛過後,101大樓上「新年快樂」的跑馬燈目送著大量人潮奔跑蜂擁至捷運車站入口,「北捷統計,凌晨2點前,載運量就已經來到279萬人次,42小時不打烊,打破了去年紀錄。」不論你是在電視機前面看著散場的畫面還是在捷運車站裡擠來擠去,跨年夜,氣氛很熱,電也用得好熱。

在這冬季裡用電最兇的一夜,有一群人,在一個密閉的空間裡,繃緊神經地注視著螢幕上不時跳動的數字,他們是負責調度電力的調度員。

或許有些人會好奇,為什麼電力需要調度呢?不是發電後送到用戶端就大功告成了嗎?其實,電力系統十分複雜,加上和一般商品不同,電力無法儲存,必須即「發」即「用」,也就是發電和用電幾乎要同時完成,而且要維持平衡,所以必須靠著調度員因應隨時變化的負載進行發電控管與調整,在有供電需求時確保足夠的電力供應,在負載低時則要避免生產過多的電,以免造成系統的不穩定。

每天,都是全新的挑戰

以臺灣夏季而言,早上8點開始上班及下午1點午休結束後用電量衝得很快,為了要在幾秒之內調節電力系統,調度員就必須調派能在最短時間內快速併聯、快速升載又快速解聯的抽蓄機組幫忙。

「一天當中,尖離峰用電負載大概會差到百分之35左右,」台電公司電力調度處計劃組長吳進忠博士說,「由於臺灣屬於同一個時區,大家的生活作息相同,導致負載變動劇烈,增加了調撥上的困難。在尖峰的時候,很臺灣尖離峰負載差距大,造成調度上的困難與挑戰多機組需要併聯發電,但離峰時不需要這麼多的機組,很多機組就要解聯。在離峰解聯、尖峰併聯的過程中將增加很多成本,因此必須考量尖離峰負載分別要由哪些機組來供應,才能夠既滿足經濟需求又確保系統安全,除此之外還要考慮包括燃料、機組遇到維修等種種限制。」

為了游刃有餘地應付每天的挑戰,每天下午4點前,調度處會將機組停機、線路維修等因素全盤考量後,針對明天的負載擬出一個發電計畫,調度中心再根據隔日的實際情況進行微調,「一個負載點是15分鐘,」吳進忠組長解釋,「也就是說,不是只預估明天的最高與最低用電量,而是細到要規劃每15分鐘的負載預測與機組排程。」

迎戰夏季尖峰,機組整裝待命

若以一年的負載曲線來看,不像其他國家有雙尖峰,臺灣的用電尖峰只發生在夏季,去(2014)年7 月15 日系統來到創紀錄的34,821.4MW,那一天,所有機組,從基載的核能及燃煤火力、中載的燃油與燃氣汽力機組及複循環機組到尖載的抽蓄水力及氣渦輪機全面出動迎戰,反觀離峰的春節期間,平均只有16,000MW左右的負載,尖離峰差距可達2倍之多。

「為了讓夏季尖峰時供電無虞,我們從電源端就開始管控,例如所有年度的歲修、大修及會影響供電能力的線路檢修都儘量排在春、冬兩季進行,在夏月期間(6/16到9/15)則是不安排任何維修工作。」吳進忠組長表示。此外,台電調度處每年在進入夏天之前,都會對全系統(包括所有的變電所和線路)可能發生的情境及應變方法擬出一套SOP,「這樣一來,有突發狀況時才不會手忙腳亂。」

調度分層,層層把關

隨著電力系統的成長,現今電力調度已演變成3階層的金字塔型模式,「最頂端是臺北、高雄各1個中央調度中心,採雙主控、互為備援的方式,負責全系統的電源調度;中層是全省6個區域調度中心,最底層則是共有21處的配電調度中心,」吳組長解釋,「就像電腦要4核心一樣,電力調度也需要分散式的處理,進行層層把關。」

而當工作量與日俱增,調度系統也逐漸邁入自動化時代,「但自動化不代表『無人化』。」吳進忠組長說。

膽大心細的電力操盤手

搭乘電梯來到台電大樓27 樓,穿過有警衛駐守的金屬探測門,隱身在厚重門扉後的,就是全臺電力調度的總指揮─中央調度中心。走進調度室,圓弧型的巨大電子看板密密麻麻地標示著全國各地電廠的即時訊息,3 位值班的調度員緊盯著螢幕,專注而嚴肅,讓人瞬間感受到一股莫名的壓力。

「調度員是非常辛苦的,」吳組長回憶,「我以前當調度員的時候,曾經連續3年沒有辦法回家吃年夜飯。」4班3輪的工作模式,讓不少調度員錯過了許多和家人相處的寶貴時光,再加上工作壓力非常大,忙的時候甚至連上廁所的時間都沒有,「基本上輪班超過10年的同仁,都會出現一些生理上的狀況。」吳組長舉例,「像是中午用餐時間,包括從20幾層的高樓下來到外面吃飯再進來坐到位置上的時間,只有半個小時,真正在用餐的時間大概10到15分鐘左右,長期下來,調度員的胃基本上都不好;也有的人因為長期熬夜造成肝指數偏高,高血壓也找上身。」

但是夜晚的離峰時間,調度中心應該比較輕鬆吧?「夜裡反而可能比較忙呢!」吳組長解釋,因為鋼鐵業要利用電價較便宜的離峰時段生產,所以有所謂的「鋼鐵負載」,「鋼鐵負載的模型是上上下下的,會造成系統的頻率變化劇烈,反而要花很多心思去控制與調度機組。」此外,深夜還要下指令給抽蓄機組進行抽水或解併聯工作,「從半夜忙到清晨是常有的事啦!」吳組長說。

電力系統瞬息萬變,因為有著幕僚單位調度處的縝密規劃加上前線調度員膽大心細的隨機應變,才能在頻率起伏、負載升降之間,維持你我生活的便利。


關鍵字:尖峰負載,中央調度中心,調度員

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