最近在閱讀「NERC 停電及擾動事件之應變程序(NERC Blackout and Disturbance Response Procedures)」文章時，發現許多內容似乎很熟悉，讓我馬上聯想到20年前由美國布希總統及加拿大柯里田(Chrétien)下令成立的美加電力系統大停電專案小組(U.S.-Canada Power System Outage Task Force)，於2004年3月31日由美國能源部長與加拿大天然資源部長聯名呈報美國總統及加拿大總理的「2003/8/14 美加大停電調查期末報告：肇因及建議(Final Report on the August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations)」。

其實，2003/8/14美加大停電發生後一周(8月20日)行政院2853次院會游院長指示：「上週美國東北部地區及加拿大安大略省突然發生大規模停電，對其經濟、社會造成很大影響。經濟部應密切注意美加調查大停電的原因，汲取經驗，促請台電公司防範類似情事發生。」。之後，我記得還擔任副處長時有多次在大會報報告有關美加大停電期初、期中、期末報告以及台電是否有同樣的缺失與學習改善對策。

該期末報告於2004年4月5日對外正式公布後，我只專注於238頁報告的十章內有關肇因調查事故分析改善建議本文，對於附錄未加以詳讀，這次重溫814美加大停電期末報告，發現「附錄B：NERC停電事故調查說明及建議制定過程(Appendix B：Description of Outage Investigation and Process for Development of Recommendations)」，其內容有：調查專案小組的組成及職責、美國-加拿大-NERC調查小組、工作小組的職能、資料及資訊之保密性、美國及加拿大相關法律框架、監督及協調、調查第一~四階段調查過程等。跟2014年7月1日版的「NERC停電及擾動事件之應變程序」內容有許多相似之處。我推論十年後NERC 2014年之應變程序應該有參考附錄B的實務制定的。

因此，為了更了解及應證兩文之關係，也就是程序「條文」與實際「實務」的比較，特別將附錄B全文譯成中文如後跟大家分享，同時先將我在20年前2004/5/10在大會報的「美加大停電事故調查期末報告摘要」簡報精簡內容分享，讓閱讀附錄B更容易進入情況。

14美加大停電事故調查期末報告」摘要簡報

一、前言

美加大停電聯合調查專案小組在去(2003)年11月19日公佈期中調查報告後，在美加兩國召開了公聽會與技術研討會並開放網際網路論壇供大眾評論調查報告及提供改善電力系統可靠度與防止大停電再發生之建言。

此外，NERC也在今(2004)年2月10日提出「8-14美加大停電防止與減輕未來連鎖大停電之衝擊建議」。專案小組除了繼續分析研究驗證大停電的前因後果外，並將前述建言彙總，終於在4月5日完成了期末報告。

本處根據前次大會報決議指示，特將期末報告摘要提出簡報，汲取其經驗與教訓作為本公司運轉參考。

二、大停電與調查

2.1 大停電

肇始於2003年8月14日美東日光節約時間16時5分57秒。
造成美國東北部與加拿大安大略省超過五千萬人遭受停電之苦。
本次大停電影響區域包含八州二省（密西根州、俄亥俄州、紐約州、新澤西州北部、麻塞諸塞州、康奈狄克州、賓州、佛蒙特州、安大略省、魁北克省等），該等區域電力系統係由六所電力調度中心管轄（ PJM、MISO、NEISO、New York ISO、Ontario IMO、Hydro Quebec）
停電量高達6180萬瓩。
數百萬工時與數十億美元經濟損失。

圖 1：2003/8/14 美加大停電連鎖事故受影響區域圖(資料來源：U.S.-Canada Power System Outage Task Force Final Report Summary)

2.2 調查

2003年8月15日由美國總統布希與加拿大總理柯里田(Chrétien)下令調查。
專案小組由美國能源部長與加拿大天然資源部長領銜，美加兩國官員組成。
三大工作小組-電力系統事故、核能與國土安全。
調查委員由兩國官方與民間各界組成。
電力系統調查分組由NERC、美加電業界專家、及美加聯邦官員組成。

圖 2：2003/8/14 美加大停電聯合調查小組組織圖(資料來源：Summary Based on Interim Report of the United States – Canada Power Outage Task Force November 19, 2003)

三、大停電如何發生

圖 3：2003/8/14 美加大停電時間表(資料來源：Summary Based on Interim Report of the United States – Canada Power Outage Task Force November 19, 2003)

3.1 調度電腦問題

美東日光節約時間(EDT)12時15分中西電力調度中心(MISO)電能管理系統(EMS： Energy Management System )電腦之狀態估計程式(state estimator)開始出現問題；一直到16時04分都沒回復至完全功能。

在14時14分之後，第一能源公司(FE；FirstEnergy )開始喪失其電能管理系統之警報功能，但是沒人發覺。
14時20分， FE的 EMS 開始失靈，首先是變電所遠端設備，接著核心伺服器，但是 FE 調度員沒發覺，FE電能管理系統電腦軟硬體維護人員也沒告訴調度員。
因為喪失EMS功能， FE 調度員不知道FE系統已經有多條線路跳脫，以及系統電壓過低現象，可能一直到15時45分都還蒙在鼓裡。

3.2 無效電力問題

13時31分， FE東湖電廠五號機跳機，該機組為克里夫蘭、艾克隆市地區有效與無效電力的重要源頭。
FE 未執行跳機後偶發事件分析( contingency analysis)。
因此FE 未能充分了解到克里夫蘭與艾克隆市地區已經嚴重缺乏無效電力來支持該地區系統電壓。

3.3 克里夫蘭地區電壓開始下降

圖 4：2003/8/14克里夫蘭地區由北到南電壓測量值(資料來源：U.S.-Canada Power System Outage Task Force Final Report Summary)

3.4 輸電線路故障跳脫

在15時05分與15時41分之間， FE 在克里夫蘭-艾克隆地區有3條345 kV 線路在正常載流情況下由於線下樹木太高碰觸而跳脫，但是因為EMS故障，調度員並沒發覺。
跳脫線路原來輸送之電力轉移到健在的線路上，同時無效電力需求也隨著增加。
於 15時39分與16時08分間，在克里夫蘭-艾克隆地區FE一共有 16 條138kV 輸電線因為過載及接地故障而跳脫。

3.5 俄亥俄州全黑肇始點

在 16時05分57 秒， FE 公司之山密斯 –史獺(Sammis-Star) 345 kV 超高壓輸電線因為過載跳脫。
喪失此一克里夫蘭-艾克隆地區電力供應的大動脈，係全面連鎖大停電的肇始點。

圖 5：2003/8/14 美加大停電連鎖事故順序圖(資料來源：U.S.-Canada Power System Outage Task Force Final Report Summary:)

3.6 265個電廠508部以上機組跳脫

圖 6：2003/8/14 美加大停電連鎖事故發電機組跳脫順序圖(資料來源：U.S.-Canada Power System Outage Task Force Final Report Summary)

3.7 連鎖大停電(The cascade)

電力系統連鎖事故係ㄧ動態現象，一旦發生後，無法用人為干預予以遏止。

電力搖擺、電壓驟動、及頻率驟變導致許多輸電線路、發電機組接連跳脫，以及廣大區域自動負載限制。
系統震盪增大過鉅，以致電力系統無法再維持平衡與穩定。

四.大停電為什麼發生

4.1 為什麼俄亥俄州開頭發生？

俄亥俄州肇始，係因:

第一能源公司(FirstEnergy)與中東區可靠度協調理事會( ECAR；East Central Area Reliability Coordination Agreement) 疏於檢討並了解到FE公司系統之缺失，以及FE公司沒將系統運轉在適當電壓準則內。
FE 調度人員缺乏系統處境察覺，不曉得其系統處在惡化之中。
FE 疏於修剪其輸電線路路權範圍之樹木，樹木成長過高，以致碰觸345 KV輸電線發生故障。.
MISO 及鄰近的 PJM未提供有效及時的診斷對策支援給FE。
FE 未採取行動恢復其系統到安全情況下(由於其他原因)。

4.2為什麼發生連鎖大停電？

山密斯-史獺(Sammis-Star) 345KV線及克里夫蘭-艾克隆地區線路跳脫，轉移負載負擔到有限的幾條路徑上。
山密斯-史達線跳脫後，在15時57分05秒與16時10分38.350秒之間，俄亥俄州及密西根州境內的第三區間(及第二區間)電驛動作導致13條線路跳脫，如果沒有這些電驛動作，這些線路不致如此快速過早跳脫。
橫跨美國東北部各輸電線路、發電機組、及負載限制的電驛標置設定都沒有協調並整合來降低連鎖事故發生之可能性，因此導致各網路元件與區域無法取得再度平衡。
物理上來說；一旦系統頻率、電壓及電力開始擺動，電力網路就很難再恢復。

4.3 會不會發生更多的大停電?

電力系統係人工建立的，容易遭受到機械失靈與人為疏失的影響。
NERC的就緒稽核係ㄧ重要預防手段。
美加專案小組已經延伸一年，繼續提供監督建議的執行績效。

五、調查報告建議

第一類：可靠度制度性議題

制定強制性與可實施的可靠度標準。
為NERC發展一套獨立基金機制。
強化可靠度機構，包括NERC及區域性可靠度理事會，以及訂定各控制區(電力公司)及可靠度管制機關的最低要求與清楚的轄區範圍。
可靠度投資應在輸電費率中獲得補償。
保護依照核准規則執行負載限制之調度員，免於賠償與追究報復之責。

第二類：支持與強化NERC建議措施

NERC 2004年2月10日的建議措施一共17項，

重點包括:

矯正2003-8-14大停電之直接原因。
加強遵循NERC標準強制計劃。
支持與強化NERC可靠度就緒稽查計劃。
改進調度員訓練及檢定。
使用更好的系統保護方法。
採用更好的網路監視與運轉即時工具。
加快與改進可靠度標準。

第三類：實體與資通安全

實體與資通安全(Physical & cyber-security) 一共13項，

重點包括:

履行 NERC 資通技術(IT) 標準。
發展 IT 管理程序。
改進IT調查與診斷(forensic and diagnostic)能力。
建立實體與資通安全管制機構。
管制使用重要關鍵設備。

第四類：加拿大核能建議

加拿大核能建議一共2項，包括：

建議加拿大核能安全委員會要求安大略電力與布魯斯電力檢討控制棒使用之操作程序與操作員的訓練。
建議加拿大核能安全委員會購買與裝置後衛發電設備。

六、借鏡與檢討

第一類：可靠度制度性議題

強化後之北美電力可靠度理事會(NERC)與區域可靠度理事會之功能制度相當完善，值得本公司研究，以增進可靠度。
建議研究制定可靠度標準。
目前輸變電系統可靠度投資並未透過輸電費率回收，可適時向管制單位及上級反應爭取。
訂定規定保護依照核准規則執行負載限制之調度員，免於賠償與追究報復之責。

第二類：支持與強化NERC的措施

加強線下樹木管理。夏季來臨前加強砍樹，以維持線下安全距離，避免輸電線路碰觸樹木，引起故障。尤其加強對超一路線下樹木管理。
建議發展輸電規劃準則、運轉操作章則稽核計劃。
加強調度員訓練及檢定。
特殊保護系統請按預定時程於明(94)年6月完成，擴充功能亦請積極進行。
請檢討測距電驛第三區間保護Zone 3是否仍有需要以及引進更好的系統保護方式。
提供調度員更好的網路監視與運轉即時工具。

第三類：實體與資通安全

1.訂定資通技術(IT)標準。

2.發展IT管理程序。

3.建立資通安全管制機構。

4.發展IT風險管理。

貳、附錄B NERC停電事故調查說明及建議發展過程(Appendix B Description of Outage Investigation and Process for Development of Recommendations)

B.0 序言

2003年8月14日，美國東北部與加拿大安大略省遭受了北美歷史上最大的停電之一。受影響的地區從紐約州、麻薩諸塞州及新澤西州向西延伸到密西根州，從俄亥俄州向北到加拿大安大略省。

美國布希（George W. Bush）總統及柯里田（Jean Chrétien）總理成立了一個美國-加拿大專案小組(Task Force)，來指認停電之肇因，並提出預防及控制未來停電的建議。8月20日，美國能源部長史賓塞·亞伯拉罕（Spencer Abraham）及加拿大天然資源部長赫伯·達利瓦爾（Herb Dhaliwal）在密歇根州底特律舉行會議，就專案小組的活動大綱達成協議。

本附錄概述了用於決定為何發生大停電及未被控制之過程，並解釋了如何制定建議以防止及最小化未來停電的範圍。在2003年11月19日公布了指認發生了什麼以及為什麼之期中報告(Interim Report)，調查過程之第一階段已經完成。這份期末報告(Final Report)於2004年4月5日公布，通過提供兩國都能接受的預防及縮小未來停電範圍之建議，完成了這一調查過程的第二階段。本報告既包括期中報告的調查結果，也包括調查小組持續分析的最新資料，完全取代了期中報告。

在第二階段期間，專案小組徵求了加拿大及美國之民眾及專家利益相關者的意見，以制定最終建議。人們被要求對期中報告發表評論，並就強化各國電力系統可靠度的建議提供意見。專案小組透過許多種方法收集了這些資訊，包括公共論壇(public forums)、技術專家之研討班(workshops)以及向加拿大能源資源部(NRCan: Natural Resources Canada)及美國能源部(DOE: Department of Energy)網站遞送電子信。

論壇及研討會的逐字稿(Verbatim transcripts)在NRCan及DOE網站線上提供。在加拿大，它以英文及法文運作，評論意見以提送評論時所用的語言發佈。

附錄C中列出了個人對期中報告所發表評論、提供改進可靠度建議或兩者。我們非常感謝他們的意見。您可以在http://www.nrcan.gc.ca

或 http://www.electricity.doe.gov 網站上查看他們的評論全文或摘要。

B.1 專案小組的組成及職責(Task Force Composition and Responsibilities)

專案小組之共同主席(co-chairs)是美國能源部長史賓塞·亞伯拉罕（Spencer Abraham）及加拿大天然資源部長（NRCan）赫伯·達利瓦爾（Herb Dhaliwal）負責第一階段，以及加拿大NRC部長約翰艾福特( R. John Efford)負責第二階段。其他美國成員包括核能管制委員會(Nuclear Regulatory Commission)主席尼爾斯·迪亞茲（Nils J. Diaz）、國土安全部長(Secretary of Homeland Security)湯姆·李奇（Tom Ridge）及聯邦能源管制委員會(FERC)主席派特·伍德三世（Pat Wood III）。其他加拿大成員是第一階段的副總理(Deputy Prime Minister)約翰·曼利(John Manley)及第二階段的副總理兼公共安全及應急準備部長(Public Safety and Emergency Preparedness)安妮·麥克萊倫(Anne McLellan)，加拿大核安全委員會(Canadian Nuclear Safety Commission)主席兼執行長琳達·基恩(Linda J. Keen)及國家能源委員會(National Energy Board)主席肯尼斯·沃爾曼(Kenneth Vollman)。專案小組的協調員(coordinators for the Task Force)是代表美國能源部的吉米格羅特菲悌(Jimmy Glotfelty)及代表加拿大自然資源部的納瓦爾卡莫(Nawal Kamel)博士。

2003年8月27日，亞伯拉罕部長及達利瓦爾部長宣佈成立三個工作小組(Working Group)，以支援專案小組的工作。三個工作小組分別處理了電力系統問題、安全問題以及與核能電廠在停電期間之性能有關的問題。工作小組成員包括來自相關聯邦部門及機關的官員、技術專家以及來自受影響州及安大略省的資深代表(senior representatives)。

B.2 美國-加拿大-NERC調查小組(U.S.-Canada-NERC Investigation Team)

在專案小組的監督下，成立了三個由電力系統、核能及資通網絡安全專家組成的調查小組，以調查停電的原因。電力系統調查小組由來自多個美國聯邦機關、美國能源部國家實驗室、加拿大電業界、加拿大國家能源委員會(National Energy Board)、北美電力可靠度理事會（NERC: North American Electric Reliability Council）的工作人員及美國電業界。整個調查小組分為幾個具體負責之分析小組，包括資料管理、決定停電事件順序(SOE: sequence of outage events)、系統建立模型、運轉工具及通信評估、輸電系統性能(績效)、發電機性能(績效)、NERC及管制標準/程序及合規性、系統規劃及設計檢討、植被(vegetation)及輸電線路權(right-of-way)管理、輸電及可靠度投資以及肇因分析(root cause analysis)。

還成立了許多的專家小組(teams of experts)，以解決與受停電影響之核能電廠性能有關的問題，以及與幹線電力基礎設施有關的實體及資通網路安全問題。安全及核能調查小組也有聯絡員，他們與上述各種電力系統調查小組密切合作。

B.3 工作小組的職能(Function of the Working Groups)

三個工作小組[亦即電力系統工作小組(Electric System Working Group)、核能工作小組(Nuclear Working Group)及安全工作小組(Security Working Group)]的美國及加拿大共同主席指定了由調查小組完成之調查任務。這些調查結果被綜合成一份期中報告(Interim Report)，反映了三個調查小組及工作小組的結論。在第二階段，期中報告透過從技術會議(technical conferences)收集之新資訊、額外的建立模型及分析以及公眾意見得到了強化。決定期中報告及期末(最終)報告何時完成以及適合向民眾公布，係美國-加拿大專案小組及調查共同主席的責任。

B.4 資料及資訊之保密性(Confidentiality of Data and Information)

鑒於大停電之嚴重性以及避免或盡量減少未來大停電的重要性，專案小組的小組必須能夠獲得來自區域輸電組織（RTO）及獨立電力調度中心（ISO）以及受停電影響的電力公司之相關記錄及資料，以及來自核能及安全相關機構的資料。調查小組還採訪了適當的個人，以了解他們在停電演變的關鍵點所見及所知，他們採取了什麼行動，以及出於什麼目的。認識到這一資訊的敏感性，工作小組成員及小組成員簽署了協定，確認他們將對提供給他們的資料及資訊保密，並避免就各個工作小組或整個專案小組的活動、調查結果或結論向媒體或公眾發表單獨或過早的聲明。

在期中報告發表後，專案小組調查小組繼續評估第一階段收集的資料。繼續第一階段準則，保密被維護在第二階段中，並要求所有調查人員及工作小組成員不要就這些活動或各工作小組或整個專案小組的調查結果或結論，向媒體或公眾發表單獨或過早之聲明。。

B.5 美國及加拿大相關法律框架(Relevant U.S. and Canadian Legal Framework)

B5.1 美國

能源部長指示能源部（DOE）收集資訊以及執行調查，查明原因或2003年8月14日停電之肇因。在啟動這項工作時，部長根據1974年「能源供應及環境協調法(Energy Supply and Environmental Coordination Act)」第11條及1974年「聯邦能源管理法(Federal Energy Administration Act)」第13條行使其權力，收集與能源有關的資訊並進行調查。這項權力給他及能源部能夠收集他認為必要的能源資訊，以協助制定能源政策，在合理之時間及以合理的方式執行調查，以及在能源設施及商業場所進行實地檢查。此外，能源部可以清點及取樣其中的任何燃料或能源庫存，檢查及複製已經或正在彙編能源資訊的記錄、報告及文件，並在它認為必要時詢問這些人。美國能源部與加拿大自然資源部及NERC密切合作進行調查。

B 5.2 加拿大

達利瓦爾（Herb Dhaliwal）部長作為負責加拿大自然資源的部長，被總理柯里田(Chrétien)任命為加拿大專案小組的共同主席。Dhaliwal部長與他的美國共同主席、能源部長亞伯拉罕以及NERC與其省級同行密切合作，履行了他的職責。當NRCan部長約翰艾福特( R. John Efford)擔任新的加拿大共同主席時，他繼續與亞伯拉罕部長及三個工作小組密切合作。

根據加拿大法律，專案小組被定性為一個非法定的諮詢機構，不具有獨立的法人資格。專案小組無權強迫證據或證人，也無法進行搜查或扣押。在加拿大，專案小組依靠自願披露來獲取與其工作有關的資訊。

B.6 監督及協調(Oversight and Coordination)

專案小組的美國及加拿大協調員經常召開電話會議，以確保調查的所有部門都及時取得進展。他們定期向亞伯拉罕部長及約翰·艾福特部長（達利瓦爾部長，第一階段）簡報，並每周提供所有部門關於調查進展情況的摘要。在第一階段的一部分，電力系統調查小組的領導層每天召開電話會議，以解決對調查很重要的分析及過程問題。三個工作小組每周舉行一次電話會議，使調查小組能夠向工作小組成員通報總體分析的最新情況。電話會議也重點討論了分析的最新情況，以及確保公眾能夠獲得所有意見以制定建議的必要性。工作小組成員出席了小組討論會及面對面會議，來檢討審查報告草稿。

B.7 電力系統調查第一階段調查過程(Electric System Investigation Phase I Investigative Process)

B.7.1 從 ISO、公用事業、州及安大略省收集資料及資訊(Collection of Data and Information from ISOs, Utilities, States, and the Province of Ontario)

2003年8月19日星期二，隸屬於美國能源部（DOE）的調查人員開始採訪控制室運轉人員及ISO的其他主要官員，以及最直接涉及停電初始階段的電力公司。除了在訪談中獲得的資訊外，訪談者還尋求有關控制室運轉及實務的資訊及資料、8月14日組織的系統狀態及狀況、組織的運轉程序及指南、系統的負載限制、緊急應變計畫及程序、系統安全分析工具及程序，以及電壓及頻率監控的實務。後來對安大略省電力調度中心（IMO）及加拿大第一水力電力公司(Hydro One)的工作人員進行了類似的採訪。

8月22日及26日，NERC指示各ISO的可靠度協調中心(reliability coordinators)從其監督下的控制區協調員那裡獲得廣泛的資料及資訊。要求提供的資料包括：系統控制及資料蒐集(SCADA）紀錄、能源管理系統（EMS）紀錄、警報記錄(alarm logs)、來自本地數位故障記錄器(digital fault recorders)的資料、輸電線路及發電機「跳脫」資料（亦即自動啟斷以防止設備實體損壞）、狀態估計(state estimator)資料、運轉人員日誌(operator logs)及記錄，以及有關電容器、移相變壓器運轉之資訊、負載限制、靜態無效電力補償器(SVC)、特殊保護系統(SPS)或穩定度控制裝置以及高壓直流（HVDC )設施等。NERC於9月15日向第一能源公司(First Energy)發出了另一份資料請求，要求提供自1990年以來的系統檢討副本，這些檢討涉及電壓支援、無效電力供應、靜電電容器應用、電壓要求、輸入電力或轉供(transfer)能力（與無效電力能力或電壓水準有關）以及與戴維斯-貝斯(Davis-Besse)電廠不能運轉(unavailability)相關之系統影響。所有各方都被指令，提供給DOE或NERC的資料及資訊不必再次提交給另一個機構，所有提供的資料都將進入一個共同資料庫。.

對於期中報告，調查小組與RTO及ISO以及主要電力公司舉行了三次技術會議（8月22日、9月8日至9日及10月1日至3日），旨在澄清收到的資料，填補資料中剩餘的空白，並就資料的影響達成共識。

B.7.2 資料「倉庫」(Data “Warehouse”)

調查小組收集的資料被有組織化在一個電子儲存庫中，其中包含位於新澤西州普林斯頓的NERC總部的數千份紀錄，圖表，發電機組及輸電資料及報告。該倉庫包含超過20GB 的資訊在超過10,000多個檔案。這建立了一套經過驗證的資料庫，分析小組可以根據需要使用這些資料庫。

在調查的幾個月里，各調查小組透過一些面對面的會議以及電話會議與電子郵件通信執行他們活動。詳細的調查小組調查結果將包含在NERC即將發佈的技術報告中。

下列是電力系統調查的資訊來源：

在停電後的幾周內，美國-加拿大電力系統停電調查小組的成員與所有電力公司、控制區域及可靠度協調中心的人員進行了訪談。
調查小組於2003年8月22日、9月8日及9日以及10月1日至3日與上述組織的人員舉行了三次事實收集會議。
在俄亥俄州克利夫蘭市; 紐約州紐約市;及安大略省多倫多市舉行三場公開聽證會。
在賓夕法尼亞州費城及加拿大多倫多舉行了兩次技術會議。
上述組織回應調查小組提出的一項或多項資料請求而提供的資(材)料。
所有相關調度中心之間的電話錄音記錄。
2003年10月及2004年1月就特定問題與運轉人員進行了更多的面談及現場訪問。
實地考察，檢查在發生短路故障位置之輸電線路及植被(vegetation)。
各電力公司及州管制機構回應有關植被管理問題之資料請求而提供的資(材)料。
詳細檢查數千次輸電及發電機組事件之個別電驛跳脫。

B.7.3 資料探索及要求(Data Exploration and Requirements)

調查小組要求從下列控制區及其近鄰獲得資料：中陸電力調度中心(MISO:)、密西根電力協調系統(MECS: Michigan Electrical Coordinated Systems)、第一能源公司(FE)、PJM電力調度中心、紐約電力調度中心(NYISO)、新英格蘭電力調度中心(ISO-NE)及安大略電力調度中心(IMO)。資料、探索及要求群之目標係指認目前在大規模輸電相關停電後收集資訊的電業界程序，並根據2003年8月14日的停電調查來評估這些程序。

他們尋求：

根據直接肇因、事件順序及由此產生的後果決定發生了什麼;
透過系統變數諸如頻率、電壓、電力潮流之紀錄，瞭解故障發生機制;
使用計算機模型重新建立擾動，以便瞭解故障機制，決定避免或減輕未來故障之方法，以及評估及改進計算機模型之完整性;
指認導致故障之更深層次的潛在因素（例如，一般政策、標準實務、溝通路徑、組織文化）。

B.7.4 事件順序表(Sequence of Events)

8月14日停電期間發生了800多起事件。這些事件包括輸電線路及相關斷路器與開關的開啟及閉合，變壓器及相關斷路器的開啟，以及發電機及相關斷路器的跳脫及啟動。這些事件大多發生在美國東部時間16：06至16：12之間連鎖停電的幾分鐘內。為了正確分析這種大小的停電，在對停電進行任何分析之前，必須獲得事件發生順序的精確認知了解。

建立與停電相關事件精確及準確的順序是調查其他部分的關鍵組成區塊。發展此順序的關鍵問題之一是，儘管與事件相關的許多資料都帶有時間戳(time-stamped)，但時間戳的完成方式因來源而異，並且並非所有時間戳都與科羅拉多州波德(Boulder , CO.)的國家標準與技術研究院（NIST: National Institute of Standards and Technology ）標準時鐘同步。驗證特定事件的時間成為一項很大、重要以及有時甚至是艱巨之任務。這項工作對於專案小組於9月12日發布停電事故「時間表(timeline)」也至關重要。時間表按順序簡要說明了導致停電連鎖階段之主要事件的引發，然後是連鎖本身。然而，時間表並不是為了解決所說明的事件之間的因果關係，也不是為了指定停電的過錯或責任。時間表中的所有時間均為東部夏令時間(Eastern Daylight Time)。

B.7.5 系統建立模型及模擬分析(System Modeling and Simulation Analysis)

系統建立模型及模擬小組（SMST: system modeling and simulation team）複製了在8月14日系統情況以及事件導致成為大停電過程。該模型反映了電氣系統的狀態。一旦在8月14日選定的關鍵時刻以實際情況為基準點(benchmarked)，它允許分析師執行一系列敏感性檢討，以決定系統在連鎖事故之前的每個時間點是否穩定並在限制範圍內。該分析還確認了系統何時變得不穩定，並允許分析師測試諸如卸載(load-shedding)等措施是否會阻止連鎖事故。

此小組由一些NERC工作人員及在讀取及解釋所有資料紀錄(日誌)、數位故障記錄器資訊、事件記錄器資訊順序等必要領域具有專業知識的人員組成。該小組由大約40人組成，在不同的時間參與其中，來自受影響地區的其他專家負責了解資料。

總體來說，這個小組：

為觀測到的8月14日從美國東部時間(EDT)15：00開始到美國東部時間16：05左右（當電力潮流模擬不再足夠）的系統條件建立了穩態電力潮流案例，大約是 Sammis-Star 345kV停電的時間。
為受影響系統的動態建立模型（例如發電機動態模型、負載特性、特殊保護方式等）編輯相關資料。
執行嚴格的偶發事故(contingency)分析（東部互聯系統運轉中的800多件偶發事件），以決定系統是否在熱容量及電壓限制範圍內運轉，以及在限制範圍內停電順序的初始事件之前及期間可能進一步發生偶發事件（N-1 偶發事件）。
執行敏感性分析(sensitivity analysis)，來決定既有前(pre-existing)情況之重要性，例如在新納吉(Cinergy)及戴頓(Dayton)電力公司的輸電線跳脫，以及東湖五號機(Eastlake)較早的跳機。
執行「假設(what-if)」分析，來決定補救措施(remedial actions)的潛在影響，例如在事件順序中設備跳脫之復閉(reclosing)、卸載(load shedding)、發電重新調度(generation redispatch,)以及卸載與發電重新調度之組合。
比較了8月14日的交易標籤(transaction tags)，來顯示它們與2003年及2002年其他日期的交易標籤之匹配情況。
分析了用於東湖五號機(Eastlake 5)跳脫的替代電力帶給第一能源公司(FirstEnergy)的交易及發電調度變化，以決定替代電力的來源。
分析了電力融通分配計算機（IDC: Interchange Distribution Calculator）之性能及其幫助緩解過載的潛在能力。

系統建立模型及模擬小組（SMST）以第一能源公司(FirstEnergy)提供的基本案例資料及模型為基礎，開始了這項工作。

建立模型及系統檢討工作是在專門成立的MAAC-ECAR-NPCC（MEN）協調小組的指導下進行的，該小組由受停電影響的NERC三個區域可靠度機構轄區的區域經理及其各自的區域主席或指定人員所組成。

B.7.6 調度運轉工具、SCADA/EMS、通信及運用計畫評估(Assessment of Operations Tools, SCADA/EMS,Communications, and Operations Planning)

調度運轉工具、SCADA/EMS、通信及運用計畫小組(Operations Tools, SCADA/EMS, Communications, and Operations Planning Team)評估了電力系統對運轉調度人員及可靠度協調中心的可觀察度(observability)，以及運轉（即時及日前）可靠度評估工具之可用率(availability)及有效性(effectiveness)，包括視圖(views)的備援(redundancy)及觀察幹線電力系統情況之「大局面(big picture)」的能力。

該小組調查了受影響地區運轉機構及可靠度協調中心的運轉實務及有效性。該小組調查了停電事故相關的所有方面，包括運轉人員及可靠度協調中心對系統狀況、作為或不作為以及通信的瞭解。

調度運轉及工具小組對受影響設施的調度運轉人員進行了廣泛的訪視。他們參加了8月、9月及10月與受影響調度運轉人員的技術調查會議，並詳細檢討審查了8月14日的控制室記錄。該小組調查了中陸電力調度中心(MISO)及第一能源公司(FirstEnergy)電能管理系統(EMS)硬體及軟體之性能與其對停電事故的影響，並查看檢討了調度運轉人員訓練[包括使用正式訓練與「在職(on-the-job)」訓練]以及兩個組織之調度運轉及資訊技術支援人員之間的溝通及互動。

B.7.7 頻率/ACE分析(Frequency/ACE Analysis)

頻率/區域控制誤差(ACE)小組分析了8月14日可能發生的重大頻率異常，與典型的互聯運轉相比較。該小組也決定了控制性能及頻率是否存在任何異常問題，以及它們可能產生與連鎖停電事故相關的任何影響，以及與頻率相關的異常是否是導致連鎖事故之其他問題的促成因素或癥狀。

B.7.8 輸電系統效能、保護、控制、維護及損壞之評估 (Assessment of Transmission System Performance, Protection, Control, Maintenance, and Damage)

該小組調查了所有輸電設施自動動作（跳脫及復閉）的原因，直到所有大於 100kV之設施的連鎖事故結束。包括在審查檢討電驛保護及特殊保護系統(RAS: remedial action schemes)中，包括低頻卸載(underfrequency load-shedding)及指認每次動作的原因以及可能發生的任何誤操作。該小組還評估了受影響地區的輸電設施維護實務與良好公用事業實務(good utility practice)的比較，以及指認了因連鎖停電事故而損壞的任何輸電設備。該小組報告了導致輸電設施跳脫的原因的模式及結論;為什麼連鎖延伸到它所達到的程度，以及沒有進一步擴展到其他系統;任何誤操作以及這些誤操作對停電的影響;以及任何輸電設備損壞。此外，該小組還報告了受影響地區機構的輸電設施維護實務與「良好公用事業實務」之比較。

B.7.9 評估發電機性能、保護、控制、維護及損害(Assessment of Generator Performance, Protection, Controls, Maintenance, and Damage)

該小組調查了所有銘牌額定值為10MW或更大的發電機導致並一直延伸到連鎖停電事故結束之發電機跳脫原因。檢討審查包括發電機跳脫的原因、電驛動作掉牌(targets)、機組出力回降(power runbacks)及電壓/無效電力偏移。該小組報告了因連鎖停電事故而損壞的任何發電機設備。該小組報告了導致發電設施跳脫之原因之模式及結論。該小組指認了任何意外之性能異常或無法解釋的事件。該小組評估了受影響地區的發電機維護實務與良好公用事業實務之比較。該小組分析了發電機低頻標置(設定)與輸電系統標置之協調，例如低頻卸載(load shedding）。該小組收集並分析了受影響核能機組的資料，並與核能管制委員會(NRC: Nuclear Regulatory Commission)合作解決美國核能機組問題。

在調查的第一階段期間，發電機性能小組向發電機業主發出了廣泛的資料請求，但直到第二階段才收到大部分回復。本報告中的分析使用電廠業主所報告的發電機跳脫時間，或由系統監視設備決定的發電機停止向電網輸送電力的時間，並將這些時間盡可能與其他已知的電網事件同步(synchronized)。然而，許多發電業主幾乎沒有提供關於機組跳脫原因的資訊或有關其機組狀況的關鍵資訊，因此可能永遠無法完全決定所有受停電影響的發電機發生了什麼，以及它們為什麼會這樣動作。特別是，目前尚不清楚各個報告的發電機跳脫時間所反映的時間點，亦即當在發電機第一次偵測到導致其跳脫的情況，或在幾秒鐘後實際停止向電網輸送電力兩者之間的週期中。由於缺乏明確的資料，阻礙了對發電機問題之有效調查。

B.7.10 植被管理(Vegetation Management)

在第一階段，植被/線下路權小組(Vegetation/Right of Way Team)對8月14日在第一能源公司(First Energy)，戴頓電力&電燈公司(Dayton Power &Light)及新納基電力(Cinergy)服務轄區內發生的樹木及導體之間的碰觸進行了實地調查。該小組還檢查了從這些及其他公用事業公司的資料請求中所獲得的詳細資訊，包括這些線路上的樹木碰觸的歷史停電事故。這些發現已包含在期中報告以及有關電力公司植被管理的詳細說明，並PO在 http://www ferc.gov/cust-protect/moi/uvm-initial-report.pdf 網頁上。

該小組還要求停電地區的公用事業委員會(PUC: public utility commissions)提供有關州對輸電植被管理及線下路權(ROW: Right of Way)維護之任何要求的資訊。從第一階段開始，一直持續到第二階段，植被/ROW小組詳細檢討了上述三家電力公司的植被管理及ROW維護實務，並將其與北美公認的公用事業實務(慣例)進行了比較。審查檢討的問題包括與土地業主的ROW法律許可協定、預算、樹木修剪週期、組織架構及除草劑之使用。透過FERC聘請的CNUC顧問公司(CN Utility Consulting)來支援停電調查，植被/線下路權(Vegetation/ROW)小組也指認了輸電 ROW 管理的「最佳實務(best practices)」。他們使用這些實務來評估8月14日線路停電事故中涉及的三家電力公司的績效，並評估公用事業植被管理實務的有效性。

在2004年3月2日，FERC 公佈了 CNUC顧問公司的「公用事業植被管理期末報告(Utility Vegetation Management Final Report)」（詳見 http://www.ferc.gov/cust-protect/ moi/uvm-final-report.pdf）。

B.7.11 肇因分析(Root Cause Analysis)

調查小組使用了一種稱為「肇因分析(root cause analysis)」的技術來幫助指導整個調查過程，以指認導致俄亥俄州停電的肇因及促成因素(contributing factors)。肇因分析小組與技術調查小組密切合作，提供回饋及對其他資訊的查詢。此外，根據需要利用其他資料來源、肇因分析驗證了有關導致停電事故之條件及作為（或不作為）的事實。

肇因分析係一種系統性的方法，用於識別及驗證導致重大事件（在本例中為8月 14日大停電）之條件、事件及行動（或不作為）之間的因果關係。它已成功應用於核能電廠事故、飛機失事及最近的哥倫比亞號太空梭災難等事件之調查。

肇因分析是由事實及邏輯所驅動的。以事實說明可能有助於引起有關重大事件之事件及條件，並在重大事件與先前的條件或事件之間建立因果關係。依次檢查這些早期條件或事件以決定其肇因，並且在每個階段，檢討人員都會詢問如果不存在擬議的肇因（或肇因組合），特定情況或事件是否可能已經發展或發生。如果正在考慮的特定事件可能在沒有提議的肇因（或肇因組合）之情況下發生，則從考慮中放棄提議的肇因或肇因組合，並考慮其他可能性。

肇因分析通常可識別複雜事件之多個甚至多個肇因;對分析的每個分支進行檢討，直到找到「肇因(root cause)」或確定不可改正的情況。（由於現有法律、基本政策、物理定律等，一種情況可能被認為是不可改正的）。有時，導致重大事件的因果鏈中的關鍵事件本來可以透過一方或另一方的及時行動來避免;如果這種行動是可行的，如果當事方有責任採取這種行動，那麼不這樣做就成為重大事件的肇因。

B.8 第二階段(Phase II)

2003年12月12日，保羅·馬丁當選為加拿大新總理，並負責電力系統停電工作小組加拿大分部。馬丁總理任命約翰·艾福特（R. John Efford）為加拿大自然資源部新任部長兼專案小組共同主席。

新聞稿、美國聯邦公報之通知及加拿大媒體上的廣告向民眾及利益相關者通報了工作小組的發展情況。所有公開聲明均已向媒體發佈，可在美國能源部輸配電辦公室(OETD)及加拿大自然資源部(NRCan)網站上查閱。

幾個調查小組在第一階段開始工作，並在第二階段完成工作。從美國東部時間2003年8月14日16：05：57開始，其他小組無法開始調查有關連鎖及停電事件，直到第一階段完成對俄亥俄州事件分析的時間點。

B.8.1系統規劃、設計及檢討小組(System Planning, Design and Studies Team)

系統規劃、設計及檢討小組(SPDST)檢討了俄亥俄州及中東區可靠度協調協議(ECAR: East Central Area Reliability Coordination Agreement (ECAR))地區之無效電力管理、交易排程、系統檢討及系統運轉限制。除了在調查資料倉庫中的資料外，該小組還向六個控制區(電力公司)及可靠度協調中心（包括第一能源First Energy）送交了六項綜合資料請求，來為其分析奠定基礎。該小組檢討了無效電力及電壓管理政策、實務及準則，並將其與受影響地區及鄰近系統的實際及模擬系統條件相互比較。他們於2003年8月評估了評估及批准交易排程及標籤(tags)之過程以及這些排程與交易之協調情況，並於8月14日檢討了標記交易對關鍵設施的影響。同樣，該小組於8月14日審查檢討了受影響地區有效的系統運轉限值，這些限值是如何確定的，以及這些限值是否適合2003年8月存在的電網。他們回顧檢討了FirstEnergy及ECAR在2003年及前幾年進行的系統檢討，包括這些檢討中使用的方法及假設，以及這些方法及假設是如何在相鄰的控制區及理事會之間協調的。

SPDST也比較了8月14日檢討條件與實際條件的比較。對於所有這些問題，該小組將政策、檢討及實務與良好公用事業實務比較。

SPDST與建立模型及系統模擬小組密切合作。他們使用了控制區、RTO 及 ISO 提供的有關2003年8月實際系統情況之資料，以及 NERC Tag Dump 及 TagNet 資料。為了進行電壓分析，該小組從MSST的基本案例資料及整個東部互聯系統的模型開始，然後使用了第一能源公司(FE: FirstEnergy)提供的更詳細的FE區域模型。利用這些模型，他們對克利夫蘭-阿克倫(Cleveland-Akron)地區的不同負載水準及偶發事故組合進行了廣泛的有效電力-電壓(PV)及電壓-無效電力(VQ)分析，運算了10,000多個不同的電力潮流模擬。小組成員在長程及運用計畫以及系統建立模型方面擁有豐富的經驗及專業知識。

B.8.2 NERC 標準、程序及合規小組(NERC Standards, Procedures and Compliance Team)

NERC標準、程序及合規小組(SP&C: Standards, Procedures and Compliance)負責檢討審查 NERC運轉政策(Operating Policies)及規劃標準(Planning Standards)，以瞭解在停電前及停電期間發生的任何違規行為，並評估NERC及區域可靠度標準、政策及程序之充分性或不足性。他們也被指示制定及執行稽核，以評估與停電事故肇因相關之NERC及區域可靠度標準的遵守(合規)情況。

小組成員都是NERC合規及稽核(auditing)計劃之經驗豐富的參與者，他們詳細檢查了第一階段的調查結果，特別是建立在肇因分析的基礎上。他們獨立檢討了許多問題，並根據需要進行了額外的訪談。該小組區分了可以明確證明的違規行為及有問題但不能完全證明的違規行為。

SP&C小組提出了許多結論及建議，以改進運轉可靠度、NERC標準、標準制定過程及合規(compliance)計劃。

B8.3 連鎖停電事故之動態模型建立(Dynamic Modeling of the Cascade)

這項工作是系統建立模型及模擬小組(System Modeling and Simulation team)在第一階段所做工作的產物，由NPCC系統檢討-跨區域動態分析第38工作小組組成的小組進行，並由來自ECAR、MISO、PJM及SERC區域可靠度機構的代表補充。從第一階段開發的定態(steady-state)電力潮流開始，他們從美國東部時間16：05：50開始，透過一系列先是定態，然後是動態模擬，以了解整個電網的條件如何變化，從而將分析向前推進。

該小組係正在使用該模型進行一系列「假設(what if)」分析，以更好地瞭解那些條件導致了連鎖停電事故，以及如果事件以不同的方式發展可能會發生什麼。這項工作將在第6章中進一步說明。

B.8.4 其他連鎖停電事故分析(Additional Cascade Analysis)

連鎖停電事故調查之核心小組借鑒了所有小組的工作，以瞭解16：05：57之後的連鎖停電事故。隨著資產業主(asset owners)提供更多資訊，以及建立模型及其他調查顯示初始資料報告中的不準確之處，調查之官方事件順序被做了適當的修改及更正。該小組發出了額外的資料請求，並仔細檢討了在整個連鎖停電事故期間收集的資料。該小組透過嘗試將各個區域及設施事件與加拿大第一水力電力公司(Hydro One)的電力系統動態紀錄器(PSDR)（如圖 6.16 及 6.25 所示）記錄之電力潮流、電壓及頻率資料以及其他地方收集的類似資料集聯繫起來來組織分析。這項工作改進了小組對線路、負載及發電跳脫之相互作用、時間及影響之間相互關係的了解，這些關係現在正在透過動態建立模型得到證實。繪圖、製圖及其他可視化工具也為人們提供了對連鎖停電事故的見解，例如揭示了第3區間電驛在加速俄亥俄州及密西根州連鎖停電事故早期擴散方面的角色。

該小組的工作得到了幫助，因為能夠從調查之外的各個團體所完成之有關停電的檢討及報告中學習，包括俄亥俄州公用事業委員會(Public Utility Commission)、密西根州公共服務委員會(Public Service Commission)、紐約電力調度中心(New York ISO)、ECAR及紐約州公共服務委員會。

除了電力系統調查工作外，安全及核能調查小組執行了額外的分析，並用其他調查結果更新了他們的期中報告。

B.9 專案小組建議之準備(Preparation of Task Force Recommendations)

公眾及利益相關者之意見係制定專案小組建議的一個重要組成部分。收到的意見涉及廣泛的主題，包括可靠度標準之執行、改善溝通、對緊急情況之應變計劃以及評估市場結構之必要性。請參閱附錄 C 有關貢獻者(contributors)清單。

我們舉辦了三場公眾論壇(public forums)及兩場技術會議，以聽取民眾對「期中報告(Interim Report)」的意見，並提出建議供專案小組考慮。這些活動透過各種方式宣傳，包括在「聯邦公報(Federal Register)」及「加拿大公報(Canada Gazette)」上刊登公告、在美國當地報紙上刊登廣告、透過NERC向電業發出邀請、向受影響的州及省級管制機構發出邀請以及政府新聞稿發布。在這些會議及會議上收到的所有書面意見都張貼在美國能源部及加拿大自然資源部（分別為www.electricity.doe.gov及www.nrcan.gc.ca）維護的公共網站上，以徵求更多意見。這些會議的記錄也張貼在這些網站上。

所有三個工作小組的成員都參加了在俄亥俄州克利夫蘭（2003年12月4日）、紐約市（2003年12月5日）及安大略省多倫多（2003年12月8日）舉行的公共論壇。
電力系統工作小組(ESWG)在賓州費城（2003年12月16日）及安大略省多倫多（2004年1月9日）舉行了兩次技術會議。
2004年1月6日，核能工作小組(NWG)還在馬里蘭州羅克維爾(Rockville)的美國核能管理委員會(Nuclear Regulatory Commission)總部舉行了一次公開會議，討論與停電有關的核能問題。

隨著第一階段及第二階段工作的進展，電力系統調查小組也根據小組分析及跨小組討論發展了一套廣泛的技術發現結果。其中許多技術發現結果都反映在NERC於2004年2月10日採取的措施及倡議中。反過來，NERC的措施及倡議在制定專案小組的建議時得到了極大的關注。

安全工作小組(SWG)於2004年1月在渥太華召開會議，審查期中報告。SWG還與調查小組負責人及工作小組成員舉行了虛擬會議。

同樣，電力系統工作小組(ESWG)每周舉行電話會議，並於2004年1月30日、3月3日及3月18日舉行面對面會議。

參考資料：

Final Report on the August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations)」
NERC Blackout and Disturbance Response Procedures
United States – Canada Power System Outage Task Force Final Report Summary (http://www.ferc.gov/EventCalendar/Files/20040414111557-ERCS%20RELIABILITY%20TEAM.pps)
Summary Based on Interim Report of the United States-Canada Power Outage Task Force November 19, 2003
North American Electric Reliability Corporation (NERC) Rules of Procedure Effective in Manitoba April 1, 2012
美加大停電事故調查期末報告簡報台電公司 2004/5/10