介紹NERC輸電可用率資料系統(TADS)及資料通報說明書(上)

內容：

I.前言

II. NERC輸電可用率資料系統(TADS）概述

III. TADS 資料通報說明書

第0章：介紹

0.1 背景

0.2 誰必須通報

0.3 將通報的內容

第 1 章：資料傳送與格式

1.1 OATI 及 webTADS

1.2 透過電子郵件安全地傳送TADS資料

1.3 資料保密

第2章：資料收集表格

2.1 多擁有者元件表格

2.1.1表格 2.1：多擁有者交流及直流電路

2.1.2 表格 2.2：多擁有者AC/DC背對背換流器

第 3 章：元件清單資料表格

3.1 表格3.1：交流及直流清單資料

3.2 表格3.2：變壓器詳細清單資料

3.3 表格3.3：交/直流 背對背(AC/DC BTB)換流器清單資料

3.4 表格3.5：交流多迴線結構里程 (AC Multi-Circuit Structure Miles)

3.5 表格3.6：共同廊道(路權)

第4章：詳細的自動表格(Forms)

4.1 表格4.1~4.4：詳細的自動停電事故

第5章：TADS事件表格 (Event Forms)

5.1 表格5.0：事件ID代碼

5.2 NERC 多家電業事件ID之建立

5.3連鎖容忍 (Cascading Tolerance)

5.4 事件類型編號

5.5 非TADS元件停電事故(Non-TADS Element Outages)

5.6 事件類別編號13與事件類別編號 11

5.7 事件說明(Event Description)

5.8 事件分析指南(Event Analysis Guidelines )

5.9 決定事件類別編號(Event Type Number Determination)

5.9.1 步驟N1 – 決定正常清除

5.10 正常清除的事件樣例(Example of an Event with Normal Clearing)

5.11 NCCBS以外的正常清除事件樣例

5.11.1 步驟N2 – 篩選事件類別編號05及06

5.11.2 步驟N3 – 篩選事件類別編號11及13

5.11.3步驟N4 – 篩選事件類別編號 31

5.11.4步驟N5 – 篩選事件類別編號49 – 其他正常清除

5.12 事件類別編號49的樣例(Examples of an Event Type Number 49:)

5.12.1 步驟A1 – 異常清除(Abnormal Clearing)

5.12.2 步驟A2 – 篩選事故類別編號60-斷路器失靈

5.12.3 步驟A3 – 篩選事故類別編號61及62-依賴度或安全度失靈(Dependability

5.12.4 步驟A4 – 篩選事故類別編號90；其他異常清除

5.13 事件類別編號90的樣例

第6章：詳細非自動停電事故資料(Detailed Non-Automatic Outage Data)

6.1 表格6.1-6.4

6.2 停電事故事故持續時間超過年度末(Outages That Continue Beyond the End of the Year)

6.2.1將以兩個分開停電事故事故持續時間輸入：

6.3長持續時間停電事故

[以下為下集內容]

附錄A：定義(Definitions)

A1.輸電可用率資料系統(TADS)群體定義(Population Definitions)

A1-1 元件(Element )

A1-2保護系統(Protection System)

A1-3 交流(輸電)線路(AC Circuit)

A1-4 變壓器

A1-5 終端(Terminal)

A1-6 交流變電所

A1-7 交流/直流終端(AC/DC Terminal)

A1-8 交流/直流背對背變流器(AC/DC Back-to-Back Converter)

A1-9 直流(輸電)線路(DC Circuit)

A1-10 架空(輸電)線路(Overhead Circuit)

A1-11 地下(輸電)線路(電纜)( Underground Circuit)

A1-12 線路英里(Circuit Mile)

A1-13 多迴線桿塔 (結構)英里(Multi-Circuit Structure Mile)

A1-14 電壓等級(Voltage Class)

A1-15 發電機引線(Generator Lead Lines)

A2.輸電可用率資料系統(TADS)群體停電事故定義(Population Outage

A2.1 自動停電事故(Automatic Outage)

A2.2 瞬時停電事故(Momentary Outage)

A2.3 持續停電事故(Sustained Outage)

A2.4 非自動停電事故(Non-Automatic Outage)

A2.5 計畫性停電事故(Planned Outage)

A2.6 運轉性停電事故(Operational Outage)

A2.7 送電中狀態(In-Service State)

A2.8 具有分岐引接變壓器及共用斷路器多端子交流線路之例外情況

A2.9 變電所、終端或變流器名稱(Substation, Terminal, or Converter Name)

A2.10 TO元件識別碼(TO Element Identifier)

A2.11 停電事故開始時間(Outage Start Time)

A2.12 停電事故持續時間(Outage Duration)

A2.13 停電事故事故持續標誌(Outage Continuation Flag)

A2.14 停電事故事故識別(ID)代碼

A2.14 正常清除(Normal Clearing)

A2.15 正常清除斷路器組(NCCBS: Normal Clearing Circuit Breaker Set)

A2.16 異常清除(Abnormal Clearing)

A2.17 延遲故障清除(Delayed Fault Clearing)

A2.18 特殊保護系統(SPS)或補救措施方式(RAS)

A2.19 事件(Event)

A2.20 事件識別(ID)代碼[Event Identification (ID) Code]

A2.21 事件類別編號(Event Type Number)

A2.21 故障類別(Fault Type)

A2.22 一種以上故障類別之停電事故(Outage which has more than one Fault Type)

A3. 停電事故事故引發代碼(Outage Initiation Codes)

A3.1元件引發的停電事故(Element-Initiated Outage)

A3.2 其他元件引發電停電事故(Other Element-Initiated Outage)

A3.3 交流變電所引發的停電事故(AC Substation-Initiated Outage)

A3.4 交流/直流終端引發的停電事故(AC/DC Terminal-Initiated Outage)

A3.5 保護系統引發的停電事故(Protection System-Initiated Outage)

A3.6 其他設施引發的停電事故(Other Facility-Initiated Outage)

A3.7 停電事故事故引發代碼樣例(Outage Initiation Code Examples)

A4. 停電事故事故模式代碼(Outage Mode Codes)

A4.1 單一模式停電事故(Single Mode Outage)

A4.2 相依模式引發的停電事故事故(Dependent Mode Initiating Outage)

A4.3 相依模式停電事故 (Dependent Mode Outage)

A4.4 共同模式停電事故(Common Mode Outage)

A4.5 共同模式引發的停電事故(Common Mode Initiating Outage)

A4.6 相依模式及共同模式停電事故樣例(Dependent Mode and Common Mode Outage

A5. 自動停電事故肇因代碼類別(Automatic Outage Cause Code Types )

A5.1 引發肇因代碼(Initiating Cause Code)

A5.2 持續肇因代碼(Sustained Cause Code)

A5.3 引發即持續肇因代碼樣例(Initiating and Sustained Cause Code Examples)

A5.4 如何解釋「造成最長持續時間」(How to interpret “contributed to the longest duration”)

A6. 自動停電事故肇因代碼(Automatic Outage Cause Codes)

A6.1 天氣，但不包括閃電(Weather, excluding lightning)

A6.2 閃電(Lightning )

A6.3 環境的(Environmental)

A6.4 汙染(Contamination)

A6.5 外界干擾(Foreign Interference)

A6.6 火災(Fire)

A6.7 故意破壞、恐怖攻擊或惡意行為(Vandalism, Terrorism or Malicious Acts)

A6.8 交流變電所設備發生故障(Failed AC Substation Equipment)

A6.9 交流/直流終端設備發生故障(Failed AC/DC Terminal Equipment)

A6.10 保護系統設備失靈(Failed Protection System Equipment)

A6.11 交流線路設備發生故障(Failed AC Circuit Equipment)

A6.12 直流線路設備發生故障(Failed DC Circuit Equipment)

A6.13 草木植物(Vegetation)

A6.14 電力系統情況(Power System Condition)

A6.15 人為疏失(Human Error)

A6.16 肇因不明(Unknown)

A6.17 其他(Other)

A7. 運轉上停電事故肇因代碼(Operational Outage Cause Codes)

A7.1 緊急運轉情況(Emergency)

A7.2 緩解系統電壓限制 (System Voltage Limit Mitigation)

A7.3 緩解系統運轉限制，不包括系統電壓限制緩解(System Operating Limit Mitigation,

A7.4 人為疏失(Human Error)

A7.5 其他運轉上停電事故

附錄 B：清單資料計算及輸入(Appendix B: Inventory Data Calculation and Entry)

B.1：等效線路里程(Equivalent Circuit Mileage)

B.2：等效元件數(Equivalent Number of Elements)

B.3：清單資料輸入樣例(Inventory Data Entry Examples)

B.4：增加及拆分線路(Adding and Splitting Circuits)

B.5：拆除一所變電所(Deleting a Substation)

B.6：交流多線路結構里程計算樣例-表格3.5(AC Multi-Circuit Structure Miles Calculation

B.7：具有非 BES 元件的共同結構上的TADS元件

附錄 C：詳細自動停電事故樣例

附錄D：常見問題

D.1清單相關問題(Inventory Related Questions)

D.1.1發電機引線是否可以通報給TADS？

D.1.1.1 情境A：發電機引線通報

D.1.1.2 情境B：發電機引線通報

D.1.2 只有兩條線路之直流線說明(DC line with only two circuits clarification)

D.1.3 FERC命令第785號(Order No. 785)：輸電介面之發電機規定(Generator

Requirements at the Transmission Interface)

D.2 停電事故相關問題(Outage Related Questions)

D.2.1 樹木在被洪水沖走，從山上滑落，及碰觸線路。 肇因是環境還是草木植

物？

D.2.2 瞬時，然後小於1分鐘之運轉上停電事故(Momentary, then Less than 1 Minute

Operational Outage)

D.2.3調度員在一分鐘多後投入線路的第二端斷路器

D.2.4 當線路全天停電進行定期維護但發生意外送電及啟閉/跳脫時，如何編寫

停電事故代碼。

D.3 事件相關問題(Event Related Questions)

D.3.1「正常清除」之澄清(Clarification of “Normal Clearing”)

D.3.2 正常與異常清除取決於正常清除斷路器設置。

D.3.3母線電壓變成器(PT)之災難性故障(Catastrophic Failure of a Bus Potential

Transformer)

D.4 具有通報樣例的清單架構(Inventory Configurations with Reporting Examples)

D.4.1下列問題見圖D.4：

D.4.2下列問題見圖D.5：

D.4.3下列問題見圖D.6：

D.4.4下列問題見圖D.7：

D.4.5下列問題見圖D.8：

D.4.6下列問題見圖D.9：

D.4.7下列問題見圖D.10：

D.4.8 臨時跨接交流線路(Temporarily Jumpered AC Circuit)

D.4.9 環狀母線故障定位(Ring Bus Fault Locations)

附錄E：指標(Appendix E: Metrics)

E1. 低於200kV系統之指標：

E2. 高於200kV系統之指標：

參考資料：

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I.前言

近年來因為全球氣候變遷天氣異常，越來越多地方發生酷寒、高溫、枯旱、洪水或颱(颶)風侵襲，造成許多大停電事故的發生，影響電力系統之可靠度(Reliability )與韌性(Resilience)。為研究改善電力系統之可靠度與韌性，所依賴的重要基本資料來源就是電力系統的輸配電系統(電網)及發電系統(電源)所發生之停電事故資料，從中可以了解到停電事故之肇因、設備損害類別與程度、停電範圍及停電戶數(受影響人口)、停電時間及頻度、復電時間與速度、發輸變電設備及保護系統之動作情形、運轉人員操作情形、電力公司應變情形等等資訊。

為此，根據美國「聯邦電力法（FPA）」，聯邦能源管制委員會（FERC）認證作為美國境內的電力可靠度組織(ERO)之北美電力可靠度公司(NERC)，建立了下列TADS、GADS、MIDAS、TEAMS四大資訊系統，作為研究檢討所需主要資料來源之一。

圖0.1 NERC(ERO)維護及管理之資訊系統(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

本文僅就有關輸變電系統停電事故部分的NERC「輸電可用率資料系統(TADS: Transmission Availability Data System)」，相關的「TADS 資料通報說明書(Data Reporting Instructions)」翻譯中文，分享大家！或許也可跟國內最大電業的台電事故統計精進的參考！

II. NERC輸電可用率資料系統(TADS）概述

2007年10月23日，NERC董事會批准從2008日曆年開始收集第一階段輸電可用率資料系統(TADS: Transmission Availability Data System)資料。2008年10月29日，NERC董事會批准從2010年開始收集第二階段TADS非自動停電事故資料。TADS以通用格式收集輸電事故資料，用於：

1. 幹線電力系統交流輸電線路（架空及地下）
2. 輸電變壓器（無發電機升壓裝置）
3. 幹線電力系統AC/DC背對背換流器
4. 幹線電力系統直流輸電線路

TADS的努力始於2006年，在NERC規劃委員會下成立了TADS專案小組(Task Force)。該專案小組設計了TADS及收集TADS資料的相關過程。2009年6月30日，專案小組發佈了2008年收集的資料的第一批報告。2009年7月1日，該專案小組退役，取而代之的是TADS工作小組(TADSWG: TADS Working Group)。這一變化承認了TADS的持續設計及監督，指定給工作小組比分配給專案小組更合適。NERC使用這些資訊來開發輸電指標，以分析事故頻率、持續時間、原因以及與輸電事故相關的許多其他因素。

2020年，TADS工作小組成為TADS使用者群組（TADSUG: TADS User Group）。 TADSUG執行與TADS工作小組(TADSWG)相同的功能。 但是，它不再向NERC委員會架構通報。取而代之，它向NERC績效分析部門(Performance Analysis Department)通報。

雖然TADS並不旨在提供確定性的性能度量(performance measures)，但它用於量化某些性能方面。除了收集簡單的輸電設備可用率外，TADS還將收集有關單一停電事故的詳細資訊，當在區域及NERC等級進行分析時，將提供可用於提高可靠度的資料。

所有與TADS相關的資料都可以從TADS用戶群組下載。

III. TADS資料通報說明書

第0章：介紹

0.1 背景

輸電可用率資料系統（TADS）資料通報說明書(DRI: Data Reporting Instructions）的撰寫係為了協助輸電公司(TO: Transmission Owners)人員在通報資訊給NERC的TADS通報應用程式之使用說明。這些說明詳細說明了通報資料時要遵循的程序、計劃及格式。

0.2 誰必須通報

所有NERC註冊的TO都必須通報輸電性能(transmission performance)及清單資料(inventory data)。TADS事故資料通報日期在每季結束後45天到期。

不同TO情況的通報要求詳如下述說明：

• 不擁有任何TADS元件的輸電公司(TO)無需提交曆年的任何其他TADS資料，即使他們隨後在該曆年內成為TADS元件的擁有者。但是，TO可以自願通報所增加TADS元件的年份資料。
• 在一個曆年度內變為未註冊的TO，不再受任何TADS通報要求的約束。但是，如果通報TO在通報曆年度內變為未註冊，則它已（i）停用其所有TADS元件或（ii）出售其所有TADS元件。在（ii）的情況下，新的TO應承擔整個曆年度未註冊TO的通報義務。這將確保所有TADS元件繼續通報其資料。

0.3 將通報的內容

所有幹線電力系統（BES）元件的清單及性能資料將按以下四大分類之一收集：

• 交流輸電線路（架空及地下）
• ≥100 kV二次電壓的變壓器
• 交流/直流背對背換流器(Back-to-Back Converters)
• 直流輸電線路（架空及地下）

表1.1列出了按電壓等級之事故資料收集。

下述圖 I.1中的事故通報參考指南可用來決定元件事故是否可通報TADS。

圖 I.1 事故通報參考指南

第 1 章：資料傳送與格式

1.1 OATI 及 webTADS

NERC與開放存取技術國際公司(OATI: Open Access Technology International, Inc.) 簽約開發名為【webTADS】的軟體資料系統，來支持多種過程，包括：

• 資料輸入
• 資料錯誤檢查
• 資料管理
• 資料分析及報告

webTADS 系統允許輸電公司(TO)直接輸入他們的資料或從 XML檔案大量上傳資料，這些檔案文件是根據輸入到TADS網站上公布之TADS通報試算表(TADS Reporting Workbook)上的資料創建的。試算表的每個版本都指定了一個編號，輸電公司(TOs)應該使用最新版本的試算表，以確保他們的資料將被webTADS接受。

各區域可靠度機構(RE)係TADS資料陳送的聯絡點，他們規定並監督其區域內TO的資料輸入過程：

• 所有區域都要求TO將資料直接輸入webTADS。 透過webTADS，各區域可靠度機構(RE)將可以使用其區域內各TO的資料，以便他們可以查看該資料。
• 西部電力協調理事會(WECC)正在收集超出 TADS 要求的額外資料。為方便起見，這些資料可以輸入到webTADS中，並且被認為是自願性質的。

1.2 透過電子郵件安全地傳送TADS資料

當webTADS資料輸入對TO關閉時，TO主要使用電子郵件傳送必須由區域機構可靠度協調員或NERC工作人員輸入之更正資料。 如果某個機構(TO、RE 或 NERC)有自己的關鍵基礎設施保護(CIP)程序用來透過電子郵件傳送機密訊息，則應遵循此程序。 如果尚未制定這些程序，則應遵循以下過程：

• 對要傳送的文件進行密碼保護，並透過電子郵件發送給收件人。不要在此電子郵件中包含密碼。
• 在第二封單獨的電子郵件中，將密碼發送給文件的收件人。

1.3 資料保密

根據NERC的保密政策（NERC程序規則第1500節），聲稱訊息是機密的機構必須說明此類訊息屬於機密的類別。

出於實用性考慮，某些資料已被判定為機密，因為它包含關鍵能源基礎設施訊息(CEII)，而其他訊息則不是機密。 可以在標記為「表格1.2 TO訊息」的標籤下之TADS報告試算表中，找到被視為機密的資料清單。 TO可以利用發送電子郵件給NERC計畫經理來更改NERC的預設機密分類-請參閱 TADS 網站上的 TADS計劃聯繫人訊息。

如果TO希望將非機密資料設為機密，則TO必須指明資料屬於第1501節中定義的一個或多個類別。 參見程序規則第1502節。

關鍵能源基礎設施訊息(CEII)由聯邦能源管制委員會(FERC)規則所定義如下：

• 關鍵能源基礎設施訊息係指有關擬議或既有關鍵基礎設施的特定工程、弱點或詳細設計訊息，這些訊息：
• 涉及能源之生產、發電、運輸、輸電或配電的詳細訊息；
• 可能對計劃關鍵基礎設施攻擊的人員有用；
• 根據訊息自由法(Freedom of Information Act) U.S.C.552節所免除強制披露；及
• 不輕易給出關鍵基礎設施的大致位置。
• 關鍵基礎設施係指既有及擬議的系統及資產，無論是實體的還是虛擬的，其喪失能力或遭到破壞會對安全(security)、經濟安全(economic security)、公共健康或安全(public health or safety)、或這些事項的任何組合產生負面影響。

區域及NERC年度公開績效報告將顯示許多TO的聚合機密訊息。 這樣做時，不會識別出任何特定TO的資料。 但是，這些報告不會因顯示區域或NERC訊息而無意中洩露機密訊息，從中可以確定TO的機密訊息。 例如，如果某個地區的TO是特定電壓下資產的唯一擁有者，那麼如果可以識別TO的名稱及其機密訊息，則不會發布該資料的指標，除非TO同意公布。如果可以在報告中識別特定的TO指標，則將要求TO自願允許通報其指標，同時對其資料的其他方面保密。「其資料的其他方面」係指其他TADS資料，例如事故停電日期或識別線路跳脫的變電所。 這些輸入允許RE或NERC確定不同TO的停電事故是否是單一事故。 這些請求將根據具體情況進行處理。

第2章：資料收集表格

在webTADS中收集的資訊係由資料表格組成，一個用於輸入每種類型資料的資料表格。 TADS通報試算表中的每個選項標籤都對應於其中一種資料表格之一格。 下表表2.1列出了18種表格，本章包含填寫每種表格的書面說明。

當發生可通報的TADS停電事故時：

• 停電事故元件應首先使用表格3.1~3.6輸入到TO的清單資料中
• 接下來使用表格5.0建立停電事故記錄
• 最後，使用表格4.1~4.4或6.1~6.1輸入停電事故資訊。

每個資料表格都有一個共同版面設計：

• 不擁有任何TADS元件的TO被稱為「非通報TO」。 這些TO必須陳送表格1.1給RE。 擁有TADS元件的TO稱為「通報TO」。在所需通報給TO的表格1.2 上，其中一部分要求填寫TO的名稱、其NERC ID號碼、其RE的名稱、其國家及通報曆年。 此資訊在表格1.2中輸入一次並鏈接到後續表格。 如果TO在不同地區及/或不同國家擁有TADS元件，則它必須為每個地區及國家完成單獨的 TADS陳送。
• 每個表格的列(column)字母及有時行(row)數在說明中用作參考。 TO可以根據需要增加額外的行(row)。 許多列(column)都有對應於已定義選項的下拉選單(menus)。 例如，所有肇因代碼都在下拉選單中，並僅提供TO已定義原因代碼中的選擇項目。
• 為了保持表格格式及列(column)字母指定在表格類型中相同，未使用的列(column)從視圖中隱藏。 因此，當列(column)被隱藏時，列(column)字母指定將不會按順序排列。

附錄C包含幫助TO完成表格3.1~3.5的範例，其中包含詳細的元件清單資料。 表格3.6對所有TO都是自願的，並且僅適用於 WECC TO。 附錄D包含協助TO完成表格4.1~4.4的樣例，其中包含詳細的元件自動停電事故資料。

2.1 多擁有者元件表格

這些表格用來確保多家TO所擁有之元件(multiple-owner Elements)的所有自動及非自動停電事故，只有一家TO承擔TADS通報責任。 但是，如果TO在此類元件中的所有權權益少於100%，則每個TO必須在表格2.1或2.2中輸入此元件。 這些多個輸入應由所涉及的TO進行協調。 此類元件之清單還應包括任何多擁有者元件至少在通報期的一部分期間處於服務狀態。

每個此類元件及其關聯的多家輸電公司(TO)共有元件標識符號（下面的第 I 列）應列在表格2.x中。 協調輸入條目應指明那個TO將承擔通報表格3、4、5 及 6之責任。指定為通報TO的單一TO（下面的G~H列）必須在適當的表格3.x上的詳細清單中包括該元件。 同一通報TO必須在其表格4及6中輸入元件的停電事故。計算的指標係基於通報之清單及停電事故。

選擇單一TO成為這些清單及停電事故表格的通報TO，將避免停電事故及清單通報的重複。 作為多個擁有者的其他TO必須意識到他們不應就該元件向TADS通報。 除了所有多個擁有者的姓名外，還需要在表格2.x中輸入指定通報代表的註冊NERC ID（或NERC指定的虛擬ID）。

如果TO擁有一個元件的100%，則該元件的通報責任屬於該TO。 不要在表格2.1或2.2中輸入此元件。

對於100%擁有交流輸電線，在各TO之間的聯繫，擁有連接輸電線交流變電所的TO係期望必須提供識別停電故肇因相關資料。

表格2.x在每個通報年度陳送兩次：

1.通報日曆年度前一年的12 月。

2.第四季度資料通報及詳細清單更新。

12月陳送的第一個表格2.x確認了誰是通報TO。 通報TO應從次年1月1日開始在內部收集多擁有者停電事故資訊。 WebTADS官方資料輸入可能會在今年晚些時候出現。 但是，指定的通報TO應從1月1日開始收集多個擁有者停電事故資訊。第二次陳送反映了這些表格涵蓋的元件之任何增加或除役。

在特定元件的所有擁有者中，他們必須就要在列(Column)I中輸入的元件ID達成一致。只有在表格2.x上聲明為通報TO的TO才能使用該元件ID。 如果其中一位非通報TO擁有者也輸入了停電事故的元件ID，則當他們完成表格4.x或表格6.x時，該停電事故將作為錯誤被拒絕。 因此，在最終完成表格4.x及 表格6.x之前，必須將表格2.x標記為完成。 當表格4.x及表格6.x標記為完成時，將在每次停電事故時執行軟件錯誤檢查，以確認表格2.x上聲明的元件ID未被表格2.x上聲明之錯誤多個擁有者之一使用。

2.1.1表格 2.1：多擁有者交流及直流電路

每個多擁有者輸電線的特性都在此表格中輸入[每行(row)一條線路]。各TO必須就誰應該通報TADS的多擁有者輸電線資訊之停電事故及清單資訊（在表格3、4、5及6上）以及其他擁有者不應通報那些資訊達成一致協議。 不要輸入您沒有部分擁有的線路。 對於多擁有者交流及直流線路表格之欄位。詳見表2.2所示：

2.1.2 表格 2.2：多擁有者AC/DC背對背換流器

每個多擁有者AC/DC背對背換流器的特性都在此表格中輸入[每行(row)一條元件]。 此表格不適用於由單一TO 100% 擁有的AC/DC背對背換流器。

【略】

第 3 章：元件清單資料表格

每個機構的清單資料係逐年保存(carried over)，作為該領域機構系統的即時快照。 此資料每季更新一次，以說明系統重組、除役及新元件加入系統使用。 將停電事故輸入webTADS時，第一步是將停電事故元件輸入TADS清單資料。 如果該元件已存在於TADS中，則用戶可以繼續完成事件及停電事故資料表格。

3.1 表格3.1：交流及直流清單資料

表 3.1 記錄了交流及直流線路元件的詳細清單。

3.2 表格3.2：變壓器詳細清單資料

表 3.2 記錄了變壓器元件的詳細清單。 清單細目應隨第四季通報更新。 如果在不在清單細目中的線路輸入停電事故，則應輸入識別碼以允許元件之驗證。

3.3 表格3.3：交/直流 背對背(AC/DC BTB)換流器清單資料

表3.3記錄了 AC/DC 背對背換流器元件的詳細清單細目。 清單細目應隨第四季通報更新。 如果在不在清單細目中的線路上輸入停電事故，則應輸入識別碼以允許對元件之驗證。

【略】

3.4 表格3.5：交流多迴線結構里程 (AC Multi-Circuit Structure Miles)

位於WECC轄區之外的TO：與表格3.1、3.2 及 3.3中的詳細清單相比，AC多迴線結構里程係按匯總的基礎上收集的。

位於WECC轄區內部的TO：表格3.5係使用表格3.6共同廊道(Common Corridors)自動產生(populate)資料的摘要表格。 請填寫表格3.6，此表格將自動產生。 對於WECC外的TO：應填寫表格3.5，而不應填寫表格3.6 共同廊道表格。

下半部分僅包含交流線路的多線路結構里程數據。 如果線路部分包含兩個或多個共同結構，形成一個或多個多迴路跨距，則可以測量總跨距長度。 然後，應在多線路結構里程數據中通報相關里程。 如果多條線路僅連接到一座公共結構，則為停電事故及清單里程之目的，應忽略該結構。 假定所有直流線路的每座結構都有兩條線路； 因此，對於每條直流線路電壓等級，多線路結構英里數則為總線路英里數的二分之一。

3.5 表格3.6：共同廊道(路權)

共同廊道(Common Corridors)表格，表格3.6是自願的，僅適用於WECC機構(entities)。 WECC 各TO應使用已建立的共同廊道定義來產生表格。

第4章：詳細的自動表格(Forms)

4.1 表格4.1~4.4：詳細的自動停電

這些表格包含元件的每次自動停電事故的資料，包括持續的及瞬時的，並且沒有行(row)編號。 由於每一行代表一次停電事故，並且每次停電事故都有一個唯一停電事故ID代碼，因此該代碼用於識別每個停電事故輸入細目。

由於列columns之間有很多相似之處，所有描述詞(descriptors)將提供一次，使用通用術語「元件」而不是交流線路、變壓器等。

附錄D提供了許多樣例來說明各種 表格4.x系列之完成填寫。

第5章：TADS事件表格 (Event Forms)

5.1 表格5.0：事件ID代碼

單一TADS停電事故及每組相關的TADS停電事故都指定為一件TADS事件。一件事件是導致一個或多個元件發生持續或瞬間停電事故的輸電事件。 如果多個停電事故與同一個事件ID關聯，則它們應該相互在一分鐘內發生。 TADS事件的目的係識別相關的停電事故，如果適用。 為此，TO在TADS表格5.0中建立其特定的TADS事件，並將這些事件指定給各個相關的TADS停電事故。 特別是TO指定他們自己的事件ID代碼及關聯的事件類別編號。 表5.1 說明了為各個 TADS事件收集的資料：

5.2 NERC 多家電業事件ID之建立

NERC多家電業(NMU: NERC Multiple Utility)事件ID代碼係特殊的事件ID代碼，它將跨越TO或區域機構(RE)界線之相關停電事故，綁定到相同的事件ID代碼中。 作為TADS計畫的一部分，TO應透過使用單一NMU事件ID代碼合併包括其他TO相關的多TO停電事故。 反之，僅在單個TO區域內發生的相關停電事故應使用TO建立的相同事件ID代碼進行編碼。

當TADS事件涉及跨TO的相關停電事故時，應為每件停電事故提供相同的NMU事件ID代碼。 這些代碼由NERC在全方位內定義，通常是透過其中一個受影響的TO的NMU註冊。 一旦建立，所有相關的TO都可以使用該事件ID來表示他們在事件中的停電事故。

要在webTADS中建立NMU事件ID代碼，TO以透過在表格5.0中將過濾從他們的公司更改為NERC來選擇NERC。 然後，TO使用相關界面按鈕建立NMU TADS 事件。 WebTADS將自動為所有相關的TO指定一個新的NMU事件ID，在該事件的停電事故中使用。

5.3連鎖容忍 (Cascading Tolerance)

如果多次停電事故與同一個事件ID關聯，它們應該相互在一分鐘內發生。 如果輸入的停電事故間隔超過一分鐘，公司用戶將收到重要警告訊息。 必須請求否決(override)才能使停電事故被視為有效。 當公司用戶收到容忍(tolerance)警告訊息時，表格頁面底部會顯示一個標有「請求否決(Request Override)」的按鈕。 當按下「請求否決」按鈕時，將向公司用戶、NERC及區域聯繫人發送一封電子郵件。 然後區域聯繫人將登錄並批准否決。 這會將表格5.0上的只讀字欄「擴展連鎖容忍」從預設值「否」更改為「是」。

5.4 事件類別編號

每個TADS事件都定義了一個事件類別編號來說明停電事故的一般情況。 將事件分類為「正常(Normal)」及「異常(Abnormal)」清除最初劃分事件類別編號。 然後，正常清除的事件按涉及的元件數量、涉及的母線段、或涉及的共架予以細分。 異常清除事件按斷路器失靈(breaker failure)、基於可靠度的保護系統誤操作、或基於安全度的保護系統誤操作的分類予以細分。

以上所有事件類別編號，05到49，都是正常清除(Normal Clearing)的事件。 有關確定正確事件類別編號的進一步說明及樣例，請參閱附錄A對正常清除、NCCBS、異常清除、延遲故障清除、特殊保護系統(SPS: Special Protection System ) 或補救措施方式(RAS: Remedial Action Scheme)及事件類別編號之定義。這些事件類別編號僅適用於自動停電事故係保護系統與控制啟斷元件，且預期為自動啟斷的單一事件之結果。 相反，術語「異常清除(Abnormal Clearing)」係指未發生正常清除的事件。

以上所有事件類別編號，60到90，都是異常清除的事件。 有關確定正確事件類別編號的進一步說明及樣例，請參閱附錄A對正常清除、NCCBS、異常清除、延遲故障清除、SPS 或 RAS 及事件類別編號之定義。

5.5 非TADS元件停電事故(Non-TADS Element Outages)

請注意：事件類別編號11(單一元件之自動停電事故）係由一件或多件非TADS元件停電事故所導致的單一自動停電事故。 此類事件不應當作事件類別編號 49「其他正常清除」輸入。 如果元件停電事故是由一件或多件非TADS元件停電事故引起的，則停電事故引發(Initiation)代碼（表格4）應輸入為「相依模式(Dependent Mode)」。

5.6 事件類別編號13與事件類別編號 11

事件類別編號13類似於事件類別編號11，只是在一件NCCBS中總共發生了兩件以上元件停電事故。 透過將類別13與類別11分開，可以在年度報告中維持統計細微度(statistical granularity)。

如果因一次或多次非TADS元件停電事故而發生兩次或多次自動停電事故（在一件NCCBS內），則應輸入事件類別編號13，以及在每次自動停電事故輸入停電事故引發代碼（表格4）為「相依模式(Dependent Mode)」。 如果在正常清除斷路器組之外發生兩次或更多次自動停電事故，則不要輸入事件類別編號13。請參閱下面的事件分析指南。

5.7 事件說明(Event Description)

可以在表格5.0的說明欄中輸入可選的事件說明。 一般來說，事件類別編號 05到31(正常清除）及事件類別60到62（異常清除）不需要說明，但可以輸入。 但是，對於事件類別編號49（其他正常清除）或90（其他異常清除），輸入事件說明會有所幫助。 這樣的說明雖然不是強制性的，但可以提供這些事件之進一步澄清。

5.8 事件分析指南(Event Analysis Guidelines )

使用修訂後的事件類別編號時，為了減少決定事件類別代碼編號所需的分析工作量，下列系統過程包含邏輯問題及答案樣例，來決定要在表格5.0中輸入的適當事件類別編號。 本說明手冊中包含幾個樣例，其中包含既定的自動停電事故（表格4.x）屬性，以及在使用以下步驟後決定適當事件類別(表格5.0）。 每個情節的資料輸入細目與每個情節一起顯示在表格中。 雖然無法包括所有可能的情況，但樣例已足夠完整，足以說明事件類別的決定。

下面的過程假設已經收集了完成表格4.x所需的所有自動停電事故訊息並可供用戶使用。 用戶應熟悉附錄A中的TADS定義：正常清除、NCCBS、異常清除、延遲故障清除、SPS或RAS、事件、事件ID代碼及事件類別編號。 表格4.x資料及相關事件分析對於決定要在表格5.0中輸入的事件類別編號是必要的。 事件類別分析不應開始，直到一組完整的自動停電事故相關每件事件都準備好在表格4.x 上輸入，包括它們相關的事件識別代碼（事件ID）。

下面的分析步驟旨在減少完成表格5.0輸入細目的事件類別之決定的人力資源。 以下步驟不會減少為每次自動停電決定要輸入的表格4資料所需的人工。 這是一套指南，可以根據需要決定例外情況來決定適當的事件類別。 預計絕大多數自動停電事故（每3次停電事故中有2次）將是單一元件自動停電事故的簡單正常清除，這不是由於母線停電事故或內部斷路器故障所引起的。 對於這種情況，不需要額外的資源來決定事件類別。 只需執行下列的步驟N1及N3.1 即可決定事件類別編號。

5.9 決定事件類別編號(Event Type Number Determination)

從步驟 N1 開始，在具有唯一事件ID代碼的表格4.x中輸入一組一次或多次自動停電事故。 遵照過程，直到決定每次事件的事件類別編號。

5.9.1 步驟N1 – 決定正常清除

發生異常清除了嗎？（請參閱以下樣例。）

• Yes)」-繼續執行下列的步驟A1-異常清除。
  • No)」-繼續進行步驟N1-正常清除。

5.10 正常清除的事件樣例(Example of an Event with Normal Clearing)

對於既定的事件ID及其相關的自動停電事故，由一次或多次斷路器意外動作或意外延遲清除引起的事件應編碼為「異常清除(Abnormal Clearing)」。 根據B章節的定義，異常清除係指不符合正常清除的TADS元素停電事故。 例如，發生在 NCCBS之外並導致總共兩次或更多次自動停電事故的任何斷路器意外動作都應歸類為異常清除。

5.11 NCCBS以外的正常清除事件樣例

特殊保護系統(SPS或RAS)通常可以使正常清除斷路器組(NCCBS)之外的額外100 kV或以上斷路器跳脫。 對於既定的事件ID及其關聯的自動停電事故，由一次或多次預期的SPS或RAS正常動作所引起之事件應編碼為正常清除。

5.11.1 步驟N2 – 篩選事件類別編號05及06

• 如果一次或多次自動停電是母線線段故障或失靈的結果，請輸入事件類別編號 05。
• 如果一次或多次自動停電事故是單一內部斷路器故障的結果，請輸入事件類別編號06。
• 如果不是事件類別編號05或06，則繼續下列的步驟 N3

5.11.2 步驟N3 – 篩選事件類別編號11及13

• N3.1) 如果停電事故模式代碼是「單一模式停電事故(Single Mode Outage)」，請輸入事件類別編號11。
• N3.2) 對於在一個NCCBS中發生總共兩次或更多次自動停電事故之事件ID，輸入事件類別編號13。表格4.x上的停電事故模式代碼應為「相依模式引發停電事故」或「相依模式(Dependent)模式停電事故」。

如果不是事件類別編號11或 13，則繼續執行下列的步驟 N4：

注意：對於既定的事件ID代碼，表格4.x上的每次自動停電事故都具有以下停電事故模式代碼之一。

• 單一模停電事故
• 相依模式引發停電事故
• 相依模式停電事故
• 共同模式停電事故
• 共同模式引發停電事故

5.11.3步驟N4 – 篩選事件類別編號 31

如果TADS相鄰交流線路或直流線路的兩次或多次自動停電事故是元件佔用共架之直接結果，請輸入事件類別編號 31。

如果不是事件類別編號31，則繼續執行下列的步驟N5：

5.11.4步驟N5 – 篩選事件類別編號49 – 其他正常清除

• 如果事件包括事件類別編號05至31未包括的其他正常清除，則輸入事件類別編號49。

5.12 事件類別編號49的樣例(Examples of an Event Type Number 49:)

• 事件類別編號49包括但不限於兩次或多次NCCBS的正常清除。 例如，一次飛機失事導致發生共同路權上的兩條交流線路自動停電事故。 兩條線路都按正常清除的預期跳脫。 事件類別編號49應使用於此類事件。
• 事件類別編號49還包括由SPS、RAS、低電壓卸載(UVLS: Under Voltage Load Shedding)、低頻卸載 (UFLS: Under Frequency Load Shedding)等所引發的正常清除之額外自動停電事故。

5.12.1 步驟A1 – 異常清除(Abnormal Clearing)

是否發生異常清除？（參考步驟N1中的樣例。）

• 「是(Yes)」-繼續執行下列的步驟A2。
  • 「否(No)」- 返回到步驟N1。

5.12.2 步驟A2 – 篩選事故類別編號60-斷路器失靈

• 在與此事件關聯的電驛目標之中，是否有一次或多次斷路器發生斷路器失靈(BF:breaker failure)電驛動作？ 此延時電驛是否按預期動作？ 如果這兩個問題的答案都是肯定(yes)的，請輸入事件類別編號60。如果一次或多次自動停電事故係由於一次或多次斷路器失靈(BF)而造成延遲清除，請輸入事件類別編號60。如果BF電驛方式沒有按預期動作，請到下列的步驟 A3：

此類延遲清除的例子包括但不限於斷路器被卡住、或開啟緩慢、或無法遮斷電流。 此類故障通常會導致線路BF延時電驛動作。 因此，也會出現BF電驛標註。

• 如果不是事件類別編號60，則繼續執行下面的步驟 A3：

5.12.3 步驟A3 – 篩選事故類別編號61及62-依賴度或安全度失靈(Dependability or Security Failures)

• 依賴度（無法動作）； 如果一次或多次自動停電事故係由於動作依賴度失靈而遭遇延遲清除故障，請輸入事件類別編號61。

依賴度失靈包括但不限於複合(Composite)保護系統發生下列之失靈：

• 引發故障電力系統元件之隔離，或
• 未能在其設計的動作時間內動作，或
• 未能在其設計的動作時間內按非故障條件下的預期動作。

• 安全度（錯誤或不良動作）：如果一次或多次自動停電事故是由安全度失靈所引起的，請輸入事件類別編號62。

安全度失靈包括保護系統（或其控制）的不當動作：

• 在電力系統TADS元件上沒有發生故障，或
• 在發生故障期間它不是設計來保護
• 如果不是事件類別編號60、61或62，則繼續執行下列的步驟 A4。

5.12.4 步驟A4 – 篩選事故類別編號90；其他異常清除

如果事件包括其他異常清除但不包括在事件類別編號60、61、或62，輸入事件類別編號90。

5.13 事件類別編號90的樣例

事件類別編號90包括但不限於由SPS、RAS、UVLS、UFLS等所引發的異常清除之額外自動停電事故。它還包括事件類別編號60到62未包括的多次故障或失靈的異常清除。

有關決定正常清除及異常清除事件的事件類別編號的其他樣例，請參閱附錄D– 詳細自動停電事故資料樣例。

第6章：詳細非自動停電事故資料(Detailed Non-Automatic Outage Data)

6.1 表格6.1-6.4

這些表格包含元件的每次非自動動作停電事故的資料，並且沒有行編號(row numbers)。 由於每一行代表一次停電事故，並且每次停電事故都有一個唯一的停電事故ID代碼，因此該代碼用於識別停電事故輸入細目。

6.2 停電事故持續時間超過年度末(Outages That Continue Beyond the End of the Year)

儘管資料可能以當地時間輸入，但每個TADS曆度年都相當於一個UTC日曆年。因此，在東部時區，TADS日曆年從前一年的12月31日東部時間晚上7點開始。在太平洋時區，TADS日曆年從前一年的12月31日太平洋時間下午4:00開始。如果停電事故在通報日曆年開始並持續到年末（12月31日）之後，則無法計算總停電事故持續時間。 在這種情況下，將觀察到以下過程：

6.2.1將以兩個分開停電事故持續時間輸入：

(a)對於停電事故開始的通報年，TO輸入停電事故開始時間並計算從停電事故開始時間到通報日曆年結束之停電事故持續時間。 停電事故繼續標誌輸入為「1」。 有關此標誌的完整說明，請參閱附錄A。

(b)對於下一個通報年度，停電事故持續標誌輸入為「2」，並且將輸入相同的事件ID代碼（在上一年表格5.0中定義）。 停電事故開始時間等於該通報年的世界標準時間(UTC)1月1日00:00。 每年的停電事故ID代碼可以複製前一年的事件ID關聯的停電事故ID ，也可以是唯一的。 但是，應使用相同的前一年事件ID代碼。 如果停電事故在該通報年度結束，則根據停電事故開始時間計算停電事故持續時間。 如果停電事故持續到下一個通報年，則停電事故持續時間輸入為「8760:00」，閏年為「8784:00」。 停電事故繼續標誌輸入為「2」。

(c)大多數在通報年度末未結束的停電事故將在下一個通報年度結束。 但是，停電事故可能會跨越三年或更多通報年度。 這個過程在(b)中說明。 以上一直持續到停電事故結束。 相同的事件ID代碼（在第一年的表格5.0中定義）係用於所有後續年份。

6.2.2為計算指標之目的，第一個通報年的指標將反映當年的停電事故頻率計算。 但是，如上所述，停電事故持續時間將在通報年度之間拆開分別計算，並且具有上一年的任何事件ID代碼的停電事故將不計入後續年份的頻度計算。 在頻度計算中略去連續標誌等於「2」的停電事故。 但是，此類停電事故包含在日曆年度的持續時間計算中。

6.3長持續時間停電事故

處理長持續時期停電事故如下方式：

6.3.1 如果設備在未來的某個日期恢復使用，則每個通報年度通報的停電事故及繼續標誌將如上節所述標註。

6.3.2 如果設備要除役，則停止運轉事故將在決定之日標記完成，元件清單將在決定之日標記為除役。

6.3.3 如果設備恢復運轉一分鐘或更長時間，然後被拆除進行長期維修，則完成停機並停機轉換為計劃停機事故。 計劃停電事故不會通報給TADS。

[待續    (下)]

參考資料：

2022 State of Reliability Report, NERC

https://www.nerc.com/pa/RAPA/tads/Pages/default.aspx

NERC – Transmission Availability Data System Data Reporting Instructions  January 2022

2023年度北美電力可靠度公司(NERC)職掌業務計畫預算組織簡介

目錄：

一.前言

二. NERC簡介

2.1 概述(Overview)

2.2 電力可靠度組織(Electric Reliability Organization)

2.3 會員資格及治理(Membership and Governance)

2.4 監督範圍(Scope of Oversight)

2.5 授權機構(Delegated Authorities)

2.6 NERC各類功能轄區圖

2.6.1 NERC 電力可靠度組織企業六大區域可靠度機構轄區圖

2.6.2 NERC 電力可靠度組織企業六大區域可靠度機構轄區圖

2.6.3 NERC 電力可靠度協調(員)中心(RC)轄區圖

2.6.4 NERC 區域平衡機構(BA)轄區圖

2.6.5 NERC 系統評估用分區圖

2.7 法定及管制背景(Statutory and Regulatory Background)

2.8 資(基)金(Funding)

2.9 ERO企業模式與轉型(ERO Enterprise Model and Transformation)

2.10 ERO 企業策略及營運規劃

三. 2023–2025 年業務計劃及預算假設

3.1 2023–2025 年業務規劃概覽

3.1.1 NERC提出的2023-2025年度業務計劃「做」下列工作：

3.1.2 業務計劃「不做」下列工作：

3.1.3 業務計劃的價值主張：

3.1.4 業務計劃以四個優先重點領域為中心：

3.2 歷年預算及會費收入概覽(Historical Budget and Assessment Overview)

3.2.1 整個ERO企業的最佳化

3.2.2 利用業界夥伴關係 (Leveraging industry partnerships)

3.2.3 重新構想工作(Reimagining work)

3.2.4 利用技術改進工作過程(Improving processes with technology)

3.2.5減輕工作/重新部署資源(Eliminating work / redeploying resources)

3.2.6設施合約(Facilities contracts)

3.3 2023–2025年度主要預算假設(2023–2025 Key Budget Assumptions)

3.3.1 技術策略(Technology Strategy)

四. 2023 年業務計劃和預算摘要

五. 2023年業務計劃及預算計畫領域與部門別細項

六.  NERC2023年會計年度員工組織

參考資料：

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一.前言

電業法修正通過已經過了五年，最近各界想先成立類似電業管制功能的先導單位-「電力可靠度及韌性推動管理辦公室」-的構想，進行摸索試驗與學習的工作，作為將來成立正式機關時之參考。

為此，特別到國際上對電力系統可靠度管制工作著名的北美電力可靠度公司(NERC: North American Electric Reliability Corporation)找尋資料，意外發現NERC 2022/8/10公布的「NERC 2023年度業務計劃與預算(2023 Business Plan and Budget-Final)」定稿報告。該報告內容包括了NERC成立法源依據、會員資格及治理、資(機)金來源(會費收入)、NERC企業模式與轉型、未來三年的業務計畫及預算、企業策略與營運計畫、企業最佳化與利用夥伴關係、業務計畫的「做」與「不做」工作與價值主張及四個優先重點領域、歷年預算與會費收入概況及2023年度預算、NERC與各部門組織圖與配置人力等。這些資料或許可給國內要成立的「電力可靠辦」做為借鏡。

二. NERC簡介

2.1 概述(Overview)

北美電力可靠度公司(NERC: North American Electric Reliability Corporation）係根據美國「新澤西州非營利公司法(New Jersey Nonprofit Corporation Act)」成立的非營利機構。 NERC 的責任範圍橫跨美國大陸以及加拿大與墨西哥的部分地區。NERC管轄之各機構係服務將近4億人口供電需求幹線電力系統（BPS: bulk power system）的使用者、擁有者及營運者。

2.2 電力可靠度組織(Electric Reliability Organization)

根據美國「聯邦電力法（FPA: Federal Power Act）」第215節，聯邦能源管制委員會（FERC: Federal Energy Regulatory Commission）認證並監督NERC作為美國境內的電力可靠度組織(ERO: Electric Reliability Organization），為BPS的美國部分建立及執行NERC可靠度標準。自2007年6月18日起，FERC授予NERC對美國BPS的所有使用者、擁有者及營運者執行可靠度標準的法律權力，並讓遵守這些標準具有強制性及可執行性。第215節也要求被FERC認證為ERO的NERC尋求加拿大及墨西哥相關當局之認可。2005年，美國能源部（DOE）及加拿大聯邦及省政府達成雙邊原則，在國際基礎上，以非政府機構（ERO）一致性、泛北美大陸可靠度管制架構，指定NERC擔任此職掌。迄今為止，NERC已與加拿大八個省及加拿大能源管制局(CEA:  Canada Energy Regulator)簽署了諒解備忘錄（MOU），以推進此一可靠度管制架構。NERC與墨西哥管制機構(CRE: Comísion Reguladora de Energía）以及墨西哥系統及市場營運者(CENACE)合作，根據在2017年簽署的諒解備忘錄，確保與加拿大及美國的可靠度管制架構保持一致。

2.3 會員資格及治理(Membership and Governance)

12名成員的董事會（Board of Trustees），由11名獨立董事(受託人)(independent trustee)及NERC總經理兼執行長組成，擔任管理受託人管理NERC。董事會成立了多個委員會，以促進NERC組織在財務及審計、公司治理及人力資源、合規、技術及安全、提名及企業風險等領域之監督。

NERC的會員資格係向任何對北美BPS的可靠度感興趣的個人或機構開放。會員資格是自願的，參與者有機會參與組織的治理，包括透過選舉會員代表委員會 （MRC: Member Representatives Committee）。NERC、其會員、以及每個適用的 BPS 擁有者、營運者及用戶必須遵守 NERC 議事規則 （ROP: Rules of Procedure）。

2.4 監督範圍(Scope of Oversight)

作為北美國際、多管轄區ERO，NERC：

• 建議、支持發展、監視合規、以及執行北美BES強制性的可靠度標準，但須接受來自美國FERC及加拿大適用當局的監管監督及批准
• 執行北美BPS近期及長期可靠度評估
• 證明 BPS 營運者具有履行可靠度責任的知識及技能
• 維持對可能威脅 BPS 可靠度的事件及情況之狀態意識(situational awareness)
• 協調努力改善北美BPS之實體及資訊網路安全(cyber security)
• 執行電力系統擾動及事故之詳細分析及調查、以及衡量持續的趨勢，以確定肇因、發現經驗教訓，並發布調查結果作為建議、指南及改善措施，以減輕及控制可靠度風險
• 可靠度風險之識別及確定其優先順序，並使用廣泛的工具包來減輕及控制可靠度風險，包括可能需要新的或修改的可靠度標準、改進合規監視及執行方法或其他倡議

2.5 授權機構(Delegated Authorities)

NERC在履行其職責時，將某些權力委託給區域機構，來履行透過授權協定所闡述的ERO各個方面功能。FERC已經批准了NERC與六個區域機構之間的授權協定。這些協定闡述了授予美國區域機構的權力及責任，除其他事項外：

(1）制定區域可靠度標準;（2）監視可靠度標準的遵守及執行（全北美及區域兩者）;（3） BES所有者、營運者、及使用者之註冊，可靠度機構[可靠度協調員(RC: Reliability Coordinators)]，平衡機構(BA: Balancing Authorities)及輸電營運者(TOP: Transmission Operators）之認證;（4）評估可靠度並分析性能;（5）培訓及教育;（6）事故分析及可靠度改進;（7）狀態意識及基礎設施安全。NERC希望區域可靠度機構之轄區領域及地理足跡延伸到加拿大各省及墨西哥，在這些轄區執行同等功能。

2.6 NERC各類功能轄區圖

NERC為執行監督管制北美電力系統可靠度工作，提供下列所需功能的轄區圖：

2.6.1 NERC 電力可靠度組織企業六大區域可靠度機構轄區圖

NERC係於1968/6/1成立最初全名為「National Electric Reliability Council」共由12區域與區域電力公司組成。1981年加拿大其他省分加入NERC，改名為「North American Electric Reliability Council」英文簡稱仍為「NERC」，區域組織共有10區；2006/7/20 FERC認證NERC為可靠度組織(ERO)共有8個區域可靠度機構(ERCOT、FRCC、MRO、NPCC、RFC、SERC、SPP、WECC)；2007/1/1 NERC由北美電力可靠度理事會(North American Electric Reliability Council)成為北美電力可靠度公司(North American Electric Reliability Corporation)擴大會員參與；2018/5/4 SPP分別併入MRO及SERC；2019/4/30 FRCC併入SERC，至今NERC只剩6個區域可靠度機構，其轄區如下圖：

圖1 北美電力可靠度公司(NERC)之6大區域可靠度機構轄區範圍(有斜線部分係售電公司與輸電公司各自加入不同區域可靠度機構者)(資料來源： NERC Regions Map*  NERC網站)

2.6.2 NERC 電力可靠度組織企業六大區域可靠度機構轄區圖

北美大陸NERC轄區電力系統分成東部、西部、德州、及魁北克四大獨立互聯電力系統，系統間只靠高壓直流(HVDC)輸電線或背對背高壓直流設備連接，隔絕了交流故障電流與頻率變動，各自成為電氣分離獨立系統。四大互聯電力系統轄區圖如下：

圖2 北美電力可靠度公司(NERC)轄區以HVDC高壓直流線連接之四大電氣獨立互聯系統 (資料來源：NERC Interconnections  NERC網站)

2.6.3 NERC 電力可靠度協調(員)中心(RC)轄區圖

NERC為了轄區電力系統運轉安全與可靠，在所有ISO、平衡機構(BA: Balancing authorities)、及區域輸電組織(RTO:Regional Transmission Organizations)都有指定一個可靠度協調(員)中心(RC: Reliability Coordinator)，負責監督區域內的系統運轉操作及可靠度，並直接 向NERC負責。RC擁有監督電網運轉操作及可靠度的最高權限。RC被授權採取措施來預防或減輕日前或即時運轉中的系統緊急情況，並在重大事件發生後領導系統復電。

近年來NERC都指定各電力調度中心(ISO)兼任RC工作，以節省經費支出。2022年7月止NERC共有18個RC，其轄區圖如下：

圖3 NERC可靠度協調(員)中心(RC:Reliability Coordinators)轄區圖(資料來源： NERC Reliability Coordinators NERC網站)

2.6.4 NERC 區域平衡機構(BA)轄區圖

北美電力系統最初也是各地成立各電力公司獨立電力系統，各自負責電力供需平衡及頻率調整，形成一「控制區(control area)」。後來進展到各電力公司電力系統互聯，1934年新英格蘭電力公司(New England Power Company)首先裝置互聯線頻率偏差控制(tie-line bias control)與接鄰電力公司電力系統互聯，1936年「控制區)」演變為各電力公司控制區各自都有責任調節區內發電適應用電負載變化。到了90年代電業自由化後「控制區」變成「平衡機構(BA)」區擔任從前「控制區」的工作。

NERC轄區目前有成立電力調度中心(ISO)的轄區，整個ISO為一個BA，負責電力供需平衡及頻率調整，其他既有傳統電力公司轄區則各公司為一獨立BA。2019年10月止，NERC各BA轄區與互聯線示意圖如下：

圖4 2019年10月之NERC轄區平衡機構(BA)轄區範圍圖[資料來源：NERC Balancing Authority Areas (As of October 2019)  NERC網站]

2.6.5 NERC 系統評估用分區圖

NERC為評估系統各種可靠度，將各區域可靠度機構大型電力系統再細分為評估用分區圖，2019年10月止共有20個分區，其轄區圖如下：

圖5 2019年10月之NERC電力系統分區評估用轄區圖[資料來源：NERC Assessment Areas (as of July 2019) NERC網站]

2.7 法定及管制背景(Statutory and Regulatory Background)

NERC授權作為美國ERO，係根據FPA第215節，以及「2005年能源政策法(Energy Policy Act of 2005)」與FERC根據第215節制定的法規及命令所增加的授權。在加拿大，NERC的機構是根據前面提到的諒解備忘錄及法規建立的。在本業務計劃及預算（BP&B: Business Plan and Budget）報告中，附件A – NERC第215節準則之應用摘要了NERC建議在2023年開展的主要活動以及適用於已批准的FPA第215節準則之此類活動的。

2.8 資(基)金(Funding)

FPA第215節及FERC的規則規定了NERC在美國提供資金的程序。NERC的年度業務計劃及預算(BP&B)需要FERC的批准，一旦獲得批准，NERC的年度資金(annual funding)則透過評估主要由負載服務商[售電公司(LSE: load-serving entities)]提供。這些評估係以凈負載能量(NEL: net-energy-for-load）(售電電度)為基礎進行分配。加拿大根據各省的具體法律及條例，提供同等基金機制。區域機構的資金要求在其各自的BP&B中單獨解決，必須由NERC及FERC審查及批准。

2.9 ERO企業模式與轉型(ERO Enterprise Model and Transformation)

由NERC及六個區域機構組成的ERO企業(ERO Enterprise)之願景是高度可靠及安全的北美幹線電力系統(BPS)。其使命是確保有效及高效率降低電網可靠度及安全度的風險。ERO企業是一個在NERC與區域機構之間具有不同的角色之合作組織集團。ERO企業在必要時力求一致性，但認識到每個區域機構都根據自己的挑戰及利益相關者的需求，以獨特的方式解決可靠度問題。此模型有效地將整個北美大陸範圍的彈性及響應能力結合起來，並提供資源來解決新出現的問題，同時為可靠度風險及挑戰提供創新及獨特的方法。

在ERO企業模型中，NERC具有獨特的職責來監督ERO計劃領域，為授權活動的績效設定資格及期望，並評估、培訓及向相應的區域機構計劃提供回饋。區域機構有一套鏡像的職責，為每個計劃領域的整體發展提供意見，提供培訓及發展以達成資格，並確保完成授權的職能。NERC及區域機構都有義務達到獨立性及客觀性的專業標準。

隨著ERO企業的不斷成熟，該組織正在制定一項轉型倡議，以進一步利用資源、加強溝通與合作，並確保電網可靠度。ERO企業已經制定一套聲明，承諾：

• 作為一個團隊共同工作，並尊重其每個角色
• 積極支援ERO企業活動，同時消除不必要的重複工作
• 合作制定整個ERO企業清晰一致的指南
• 在整個ERO企業中分享資訊、知識及資源
• 在ERO企業溝通中開發及分享統一的訊息
• 支援整個ERO企業之創新、倡議及分享最佳實務

建立在這些承諾的基礎上，ERO企業以下圖所示的價值驅動因素為導向，並透過各種活動參與合作過程，以加速其轉型，包括ERO全企業全員大會(town halls)、聯合領導人才培訓課程以及ERO企業合作小組之間的工作。

圖6 NERC電力可靠度組織(ERO)企業標章[資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

2.10 ERO 企業策略及營運規劃

NERC及區域機構不斷精進其個別及集體運作與治理實務，以支援旨在確保ERO履行其法定義務之策略及運作目標與目的。這種合作，是在認知各區域之間的獨特差異，以及每個機構不同的企業及治理責任，同時進行的。

2019年，ERO 企業領階導層齊心協力修訂了「 ERO企業長期策略」，作為簡化其策略及營運文件並確保與NERC可靠度議題指導委員會(RISC: Reliability Issues Steering Committee）目前確定的BPS風險保持一致之努力的一部分。該策略於2019年12月12日獲得董事會批准，包括以下策略重點領域：

• 在所有標準、合規監控及執行計劃中擴大基於風險的關注
• 利用RISC的兩年一度的「ERO可靠度風險優先事項報告」，評估及催化減輕可靠度及安全度的已知及新出現風險之步驟
• 建立強大的電力資訊分享與分析中心（E-ISAC）基底安全能力
• 加強橫跨北美可靠度及安全度生態系統的參與
• 獲取有效性、效率及持續改進機會

作為業務規劃及預算編製過程的一部分，NERC及區域機構確認並討論部門目標及活動，以確保與長期戰略保持一致，並在適當的情況下協調整個ERO企業。每個BP&B中的計劃領域敘述可以參考活動如何支援每個策略重點領域。

由於可靠度及安全度的風險是流動的，並且可能受到最近事件的影響，NERC及每個區域機構還可以制定年度工作計劃優先事項，總結當年最關鍵的目標及目的。在許多情況下，這些工作計劃的優先順序也用於個別、部門及公司的績效衡量。

三. 2023–2025 年業務計劃及預算假設

3.1 2023–2025 年業務規劃概覽

從受損的供應鏈到數次資通網絡漏洞，再到寒冷及創紀錄的高溫天氣相關事故，幹線電力系統(BPS)可靠度、韌性(resilience)、及安全度之風險都出現了驚人的增長。 在支持電力可靠度組織(ERO)企業的使命，確保有效及高效率降低電網可靠度及安全度的風險，考慮到如果沒有針對這些風險採取因應及預防措施，將給近4億北美公民帶來非比尋常的成本，於是NERC製定了一項三年期業務計劃，該計劃在我們的驅動方式中是積極主動的，重點關注在ERO最能影響變化的投資。

在2021年最後一個季別，NERC 領導階層及董事會 (Board) 齊聚一堂，研究業界動態，執行優勢(strengths)、劣勢(weaknesses)、機會(opportunities)及威脅(threats)【SWOT】分析，並就策略優先次序及重點領域進行調整。 到 2022 年上半年，NERC領導階層及董事會與行業利益相關者進行了廣泛的宣傳，來分享2023-2025 年重點領域與獲得回饋。 與此同時，NERC領導階層制定了預算假設以支持三年計劃，這些假設已與董事會詳細分享並跟主要利益相關者討論，包括會員代表委員會 (MRC: Member Representatives Committee) 業務計劃及預算 (BP&B: Business Plan and Budget) 意見輸入群組、電力資訊分享及分析中心(E-ISAC: Electricity Information Sharing and Analysis Center)會員執行委員會 (MEC: Member Executive Committee)，以及業界交易與論壇代表。

3.1.1 NERC提出的2023-2025年度業務計劃「做」下列工作：

3.1.1.1 確保NERC擁有資源來應付BPS可靠度、韌性及安全度的兩個新出現的關鍵性風險，同時利用主要合作夥伴的工作：

• 考量資源組合占比(resource mix)的變化及氣候情況變得更加極端，能源可用率(availability)不斷演變。
• 供應鏈弱點所驅使發生的資通安全風險，以前所未有的速度增加。

3.1.1.2 重組NERC的方法，透過更靈活的標準制定過程來降低風險，尊重利益相關者在可靠度標準制定中的重要角色。

3.1.1.3 投資於NERC自己的基礎設施，以降低與業務活動及系統相關的企業及資通風險，並創建一個更具永續性的組織。

3.1.2 業務計劃「不做」下列工作：

• 重複其他合作夥伴的工作，而是利用他們的專業。
• 預期有關天然氣可靠度及安全度的管制架構會發生任何變化。
• 解決NERC過去未涉足的技術領域(例如6GHz通信)中不斷演變的新風險。
• 配置專有推廣計劃人員，而是指導、利用、及依賴區域機構來領導與主要各州及省當局的關係。
• 承擔「內部(in house)」的所有技術及管制活動； 相反，NERC將繼續利用整個可靠度生態系統，包括透過技術委員會及標準制定過程的利益相關者主題專家(SME: subject matter expert)資源。

3.1.3 業務計劃的價值主張：

• 為NERC及業界提供架構及計劃，以及透過定義主要績效成果來超越主要的電網轉型風險。
• 響應業界透過會員執行委員會(MEC)及政府合作夥伴，包括能源部(DOE)及DOE資通安全、能源安全及緊急應變辦公室 (CESER: Office of Cybersecurity, Energy Security, and Emergency Response )所表達設想電力資訊分享及分析中心(E-ISAC)安全角色的需求 。
• 利用技術及專業推動圍繞可靠度評估（即更完整的能源可用率評估）及關鍵機構風險(例如改善NERC自身系統及應用軟體的資通安全狀況)進行更全面性的分析。
• 創造更好的分析能力，專注於管理及提高NERC後台辦公室系統的生產力，同時降低目前手動過程所導致的人為錯誤風險。
• 繼續高度關注提高效率，同時確保ERO計劃的有效性，同時將風險知情思維嵌入計劃及過程中。

3.1.4 業務計劃以四個優先重點領域為中心：

• 能源(Energy)：克服電網轉型及氣候變遷驅動、極端天氣之挑戰。
• 安全度(Security)：透過關注供應鏈、資訊技術 (IT: Information Technology) 及運轉技術(OT: Operational Technology)系統監視、資通網絡設計、以及關鍵基礎設施保護(CIP: Critical Infrastructure Protection)標準的演變來推動發展。
• 靈活性(Agility)：幫助公司在主要領域更加靈活，尤其是標準制定及內部營運過程，重新審視2013年聯邦能源管制委員會(FERC)結算協議(settlement agreement)，並探索替代資金機制(funding mechanisms)。
• 永續性(Sustainability)：投資於ERO系統性控制，消除單點失靈，加強繼任計劃，並確保為所有系統提供強大的資通安全保護。

3.2 歷年預算及會費收入概覽(Historical Budget and Assessment Overview)

如下表所反映，NERC以財政合理的方式管理了額外之計畫、能力及責任的增長。 在2013年至2022年的10年期間，NERC 的平均年度預算及會費收入(budget and assessment)增長為 5.7%。在此期間，NERC 添加了資通安全風險訊息分享計劃 (CRISP: Cybersecurity Risk Information Sharing Program)，顯著擴展了電力資訊分享及分析中心 (E-ISAC)計劃，改進了例行可靠度評估背後的分析，並為ERO企業合規性監視及 執行計劃 (CMEP: Compliance Monitoring and Enforcement Program) 實施協力(Align) 及 ERO安全證據櫃 (SEL: Secure Evidence Locker)軟體。 隨著計劃的成熟，預算的增長掩蓋了多種潛在的生產力提高，例如減少專門用於執法處理的人力以及取消NERC的專有調查團隊。

表1  2013-2022年度NERC總預算與會費收入表[資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

該表揭示了預算增加對照會費收入增加的一些歷史高度波動性，特別是在2015 年NERC增添資通安全風險訊息分享計劃(CRISP)時。 然而，CRISP成本的很大一部分是由CRISP參與者資助的，因此對會費收入沒有重大影響。 2019年的預算及會費收入增加反映了超過歷史準則的飆升，這主要是由於與實施E-ISAC長期策略計劃相關人員及技術資源的增加。 2021年的預算及會費收入沒有增加，係由於COVID-19大流行相關的財務不確定性，暫時延遲了提供業界紓解之成本及計畫。

此外，在過去10年中，NERC的全職等效人數(FTEs: full-time equivalents)年平均增長率略高於2.0%。 增長完全在E-ISAC及CRISP、IT、可靠度評估、分析及分析程式領域。 NERC的其他人員，實際上看到了FTE的減少，這主要是由於努力提高效率。 這些努力的例子包括：

3.2.1 整個ERO企業的最佳化

• 使用協力(Align)/安全證據櫃(SEL)軟體，將所有ERO企業合規性監視及執行計劃  (CMEP)活動整合到一個通用的、高度安全的平台上，並顯著提高處理註冊機構證據的安全度。
• 利用ERO企業內部的專業，在區域機構及NERC之間創立功能合作群組。
• 利用ERO企業技術創新及資通安全合作，包括創立一個由NERC及區域機構 IT專業人員組成的合作群組，負責在整個ERO企業中創立人工合成規模，分享稀缺的資通專業，盡可能開發通用工具，並及時有效地推動緩解資通安全風險。

3.2.2利用業界夥伴關係 (Leveraging industry partnerships)

• 依賴電力研究所 (EPRI: Electric Power Research Institute )、電力與電子工程師協會 (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers) 及電力系統工程研究中心 (PSERC: Power Systems Engineering Research Center)的合作夥伴關係來解決BPS風險，例如資源可用率(resource availability)、太陽能發電模擬(photovoltaic modeling)、分散式能源資源 (DER: distributed energy resources) 及變流器為基礎之資源(IBR:inverter-based resource)的互聯標準。
• 與北美輸電論壇(NATF: North American Transmission Forum)及北美發電公司論壇 (NAGF: North American Generator Forum) 就設備額定(facility ratings)、流行病指南及供應鍊等主題進行合作，並與美國國家公用事業管制委員會協會(NARUC: National Association of Regulatory Utility Commissioners)在變流器為基礎之資源(IBR)的電力系統互連進行合作。
• 繼續與我們的政府合作夥伴密切合作，包括美國能源部(DOE)及國土安全部(DHS: Department of Homeland Security)在資通與實體安全、能源分析及關鍵基礎設施相互依賴性方面的合作，以及與相關目前俄羅斯入侵烏克蘭正在進行的工作。

3.2.3 重新構想工作(Reimagining work)

• 建立電力資訊分享及分析中心(E-ISAC) 全天候觀察運轉。
• 我們員工的轉型，改變工作地點及方式。

3.2.4利用技術改進工作過程(Improving processes with technology)

• 推出新的分析平台，包括E-ISAC門戶(Portal)及工具、風險登記(Risk Registry)、以及SAFNR[狀態意識(Situation Awareness)為FERC、NERC及區域機構(Regional Entities)]工具。
• 執行改進NERC後台辦公室(back-office)人員薪資、預算、績效管理及費用自動化系統，並增加了基於雲端的計算(cloud-based computing)。

3.2.5減輕工作/重新部署資源(Eliminating work / redeploying resources)

• 除了利用合作夥伴關係外，還取消一些付出及重新分配資源（例如，人力績效會議、標準及合規研討會）。
• 成立了可靠度及安全技術委員會 (RSTC: Reliability and Security Technical Committee)，該委員會合併了三個委員會及其小組委員會，減少了面對面會議的次數，並讓NERC工作人員能夠專注於優先的風險。
• 取消NERC的調查部門，取而代之的是依靠區域機構中的專業專家。

3.2.6設施合約(Facilities contracts)

• 達成節省華盛頓特區及亞特蘭大設施租賃費用。

3.3 2023–2025年度主要預算假設(2023–2025 Key Budget Assumptions)

NERC編訂擬議的2023-2025年業務計劃，用來達成四個重點領域相關的目標，NERC在此期間提出高於過去平均預算及會費收入增加的預算，用來應付一系列新出現及根本性變化的風險，將需要電網如何規劃及運轉(極端但不一定罕見的天氣及電網轉型的交叉點)以及資通(及實體)安全格局之嚴重性的階梯式變化。 但是，財務計劃假設融資一部分資本技術投資，並使用儲備金來平緩預算增加的會費收入之衝擊。

3.3.1 技術策略(Technology Strategy)

技術策略係一項多年計劃，旨在展示有價值的NERC資源(時間、人才及資金），將如何支持ERO企業的使命。 此計畫係屬彈性的，如果需要將計畫延遲到隨後幾年，或者如果發生其他技術資源衝擊事件(例如，供應鏈讓步妥協），導致需要迅速將注意力轉移到其他領域。 此計劃解決不斷出現的資通安全風險，實現敏捷的業務過程，減輕ERO企業及公司的風險，並在整個計劃領域帶來長期利益。 此計劃與四個優先重點領域保持一致，並堅持以下投資理由：

• 彈性(Flexible)：透過轉移投資及優先事項來應付新出現的問題（例如資通安全）。
• 可量度(Measureable)：透過IT投資檢討政策及程序審查大型投資的正當理由及預期收益 。
• 業務單位驅動(Business-unit driven)：投資係匹配到NERC計劃領域並支持主要任務目標。
• 保持與主要業務驅動因素一致(Aligned to key business drivers)：每項投資都關聯到一組與ERO企業價值驅動因素一致的主要業務驅動因素。

表2  NERC四大優先領域之主要技術投資表[資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

上述提到的增量技術投資跨越NERC法定計劃及行政計劃部門(包括IT本身），旨在支持及推進四個重點領域所需的活動。 相關費用反映在NERC預算的幾個成本類別中，主要是資本化軟體（固定資產）、軟體許可及支援(預算在辦公成本中）以及承包商及顧問。 由此產生的NERC業務技術總支出（不包括FTE）預計將從2022年的約1,400萬美元增加到2025年的2,500萬美元。這一預計支出水準係「自下而上(bottom up)」制定的，但也與從具有類似活動的NERC規模的嘉特納團隊(Gartner Group)公司所獲得的支出基準保持一致。

四. 2022及2023年度預算摘要比較

NERC 2022及2023年度之資(基)金(Funding)收入、支出費用、資產變化、金融活動、全職等效職工人數(FTEs: Full-Time Equivants)、法定會費收入(Statutory Funding Assessments)、計算法定會費用之用電度數[淨能源負載(NEL: Net Energy for Load)]等之預算細目如下表所示：

表3  2022-2023年度預算比較表 [資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

五. 2022及2023年度預算計畫領域與部門別細項

NERC 2022及2023年度各領域與部門別，包括可靠度標準與電力風險議題策略管理、合規保證及組織註冊與認證、合規執法、可靠度評估與性能分析、可靠度評估與性能分析、狀態意識、事故分析、電力資訊分享與分析中心、人員認證與證書維護、培訓與教育、行政計畫等領域，分別按人事費用、直接費用、間接費用、固定資產增加、金融活動(融資)等細目編列，詳如下表：

表4  2022-2023年度業務計畫及預算領域與部門別預算比較表 [資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

六.  NERC2023年會計年度員工組織

NERC 2023年度公司組織分為：公司高階領導團隊(11人)，IT、財務與會計、人力資源與行政部門(55人)，可靠度、風險管理、可靠度評估及技術、狀態意識、認證發證部門(68人)、電力資訊分享與分析中心(47人)、合規保證與執法、法律與管制、內部稽核、企業風險管理、組織認證註冊部門(53人)、外部事務部門(14人)，職工總數248人。詳細組織圖如下：

圖7 NERC 2023年度組織圖-領導團隊 [資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

圖8 NERC 2023年度組織圖-IT、財務與會計、人力資源與行政部門 [資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

圖9 NERC 2023年度組織圖-可靠度、風險管理、可靠度評估及技術、狀態意識、認證發證部門 [資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

圖10 NERC 2023年度組織圖-電力資訊分享與分析中心 [資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

圖11 NERC 2023年度組織圖-合規保證與執法、法律與管制、內部稽核、企業風險管理、組織認證註冊部門 [資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

圖12 NERC 2023年度組織圖-外部事務部門[資料來源：NERC 2023 Business Plan and Budget – Final NERC網站]

參考資料：

NERC 2023 Business Plan and Budget – Final

NERC 2023 Business Plan and Budget Overview – Final

NERC 2022 Business Plan and Budget – Final

NERC 2022 Business Plan and Budget Overview – Final

The History of the North American Electric Reliability Corporation

NERC Timeline

Reliability Coordinators – NERC

https://www.thecanadianencyclopedia.ca/en/article/electric-utilities

https://www.hydroquebec.com/transenergie/en/

http://www.caiso.com/informed/Pages/RCWest/Default.aspx

簡介美國FERC 2022-2023年冬季能源及可靠度評估報告

目錄：

I.前言

II.報告重要摘要

2.1 天氣

2.2 天然氣

2.3 電力市場及可靠度

2.3.1或然率評估/風險期間情景：

2.3.1.1新英格蘭電力調度中心(ISO-NE)風險期間情景

2.3.1.2德州電力調度中心(ERCOT)風險期間情景

2.3.1.3中陸電力調度中心(MISO)風險期間情景

2.4燃煤問題及區域輸電組織(RTO)之回應

2.4.1區域輸電組織(RTO)之回應 

2.5結論：

參考資料：

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I.前言

今(2022)年10月20日美國能源管制委員會(FERC: Federal Energy Regulatory Commission)公布了2022-2023年冬季(2022/12 -2023/2)能源市場及可靠度評估(2022-2023 Winter Energy Market and Reliability Assessment)的幕僚報告( Staff Report)，係FERC能源政策與創新辨公室(Office of Energy Policy and Innovation)能源市場評估課(Division of Energy Market Assessments)及電力可靠度辦公室(Office of Electric Reliability)工程與物流課(Division of Engineering and Logistics)之聯合報告。該報告使用北美電力可靠度公司(NERC: North American Electric Reliability Corporation) 2022-2023年冬季可靠度評估及 NERC 長期可靠度評估的初步資料作成。 NERC 的長期可靠度評估及冬季可靠度評估的最終版本計劃於 2022 年底發布。

此報告分為三個主要部分：第一部分摘要了即將來臨的冬季的天氣預報、第二部分總結了冬季的天然氣及電力市場以及電力可靠度期望基本面、最後一部分討論了即將到來的冬季的值得注意的考慮因素，包括煤炭供應問題、新英格蘭的天然氣依賴、西部天然氣管路故障以及冬季準備工作的進展。茲將本報告重要有趣的發現摘要如後：

II.報告重要摘要

2.1 天氣

預計美國許多地區即將到來的冬季氣溫將高於平均水準，這將轉化為天然氣及電力需求的減少。美國國家海洋及大氣管理總署（NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration） 對2022年12月至2023 年 2月的預測顯示，南加州、沙漠西南部、德克薩斯州及東海岸氣溫高於平均水準的可能性為 50% 至 80%，預計西北及中西部地區的氣溫將低於平均水準。

2022-2023年冬季溫度預測如下所示：

圖1 美國2022-2023年冬季氣溫預測(資料來源：National Oceanic and Atmospheric Administration)

2.2 天然氣

預計即將到來的冬季，天然氣價格預期仍將高於近年來美國主要交易中心(Henry Hub)2022-2023年冬季天然氣期貨合約價格平均每百萬英熱單位 (MMBtu) 6.82 美元，比去年冬季的結算價格上漲30%。

儘管2022-2023年冬季天然氣產量成長可能會超過國內天然氣需求的成長，但預測預計，包括液化天然氣（LNG）出口設施在內的凈出口的持續成長將給今年冬天的天然氣價格帶來額外壓力。

圖2 美國2017-2023年冬季天然氣之出口(輸出)及輸入曲線(資料來源：Energy Information Administration  Winter Fuels Outlook October 2022)

冬季乾燥天然氣產量預測將比 2021-2022 年冬季水準增加 3.2%，達到每日 991億立方英尺（99.1 Bcfd: billion cubic feet per day），原因包括天然氣(NG)及原油價格高漲。

2022-2023年冬季對天然氣的需求預計將比2021-2022年冬季成長2.4%，達到1,212億立方英尺/日(121.2 Bcfd)，這主要是由於天然氣出口需求的成長（去年液化天然氣液化能力增加，以及對墨西哥的天然氣管路輸出量增加）。

圖3 美國2017-2023年天然氣之產量與用量曲線(資料來源：Energy Information Administration)

預計2022-2023年天然氣提取季節(withdrawal season)將於11月至3月進行，預計總量將達到2.0萬億立方英尺（Tcf: trillion cubic feet），比2021-2022年提取季節減少11.1%或2,500億立方英尺(250 Bcf) – 部分抵消了預期的產量成長，並造成持續的供需緊澀。

圖4 美國2022/7-2023/6天然氣儲存量曲線(資料來源：Energy Information Administration)

自 2021-2022 年冬季以來，預計 美國加州(CAISO)、德州(ERCOT)、西南電力池(SPP)、中部(MISO)等電力調度中心轄區及東南部的燃氣發電百分比將遭遇下降。而PJM電力調度中心轄區系統燃氣發電量的占比預計將增加到40%。

圖5 美國各區域燃氣發電量佔比(%)曲線(資料來源：Energy Information Administration)

2.3 電力市場及可靠度

根據EIA的預測，從2022年3月至2023年2月，美國預計將增加4,300萬瓩 (43 GW)的冬季凈發電容量，在此期間將有1,500萬瓩(15 GW)的冬季凈發電容量除役。

圖6 NERC各區域尖峰負載及電(資)源曲線(資料來源：NERC Reliability Assessments)

根據NERC的初步資料，13個NERC評估區域的規劃備用容量(planning reserve margins)超過了參考備用容量水準(reference reserve level margins)。總體而言，在正常的冬季情況下，似乎有足夠的電源來滿足預期的美國電力需求。備用容量(Reserve margins)不一定考慮到極端冬季情況，這些情況可能導致燃氣機組的燃料無法取得、間歇性能源出力降載、發電電源意外停機、輸電線路故障、鄰近區域的電力轉供減少、以及電源加入系統延後，這可能會影響一個地區服務用戶及維持充足備轉容量(operating reserves)的能力。因此，儘管預計所有地區都將在整個冬季維持足夠的備用容量，但備用容量(reserve margins)並不能保證可靠的運轉，尤其是在冬季期間。

新的輸電線路及輸電升級將支援今年冬天的運轉。2022年3月至2023年3 月期間，大約 826 個與線路相關的輸電專案計畫（代表近 6,700 英里）計劃在美國東部及西部互連系統的美國部分加入系統使用。PJM及MISO佔這些線路相關輸電專案計畫的一半以上。

2.3.1或然率評估/風險期間情景：

在前幾年，此冬季評估廣泛依賴備用容量分析來決定電源充足水準。然而，各地區儘管規劃備用容量(planning reserve margins)超過參考備用容量水準，但仍可能面臨能源短缺。不同用電需求水準下的電源不足，可能包括發電機組定期維修、由於一系列因素導致的故障停機、以及包括燃料供應受限影響電源性能或機組可用度的情況。因此，NERC及區域機構還使用或然率風險分析(probabilistic risk analysis)來評估電源的可用度及充分性，以滿足正常運轉情況下的用電需求、以及具有一系列情況的多種風險情景。或然率風險分析評估在不斷變化的情況或情景下，可能發生的電源及負載的潛在變化，以及運轉措施在緩解運轉備轉容量短缺方面可能產生的潛在影響。

下面顯示的圖表非正式地稱為「瀑布圖(waterfall charts)」以階梯式逐步將電(資)源與預測電力供需水準進行比較，包括所需的備轉容量水準、在所選極端情景，例如正常的淨內部尖峰負載（50/50情景）及極端冬季尖峰負載需求（90/10情景）。

2.3.1.1新英格蘭電力調度中心(ISO-NE)風險期間情景

圖7 NERC新英格蘭電力調度中心(ISO-NE)冬季風險期間情景(Risk Period Scenario)(資料來源：NERC Reliability Assessments)

2.3.1.2德州電力調度中心(ERCOT)風險期間情景

圖8 德州電力調度中心(ERCOT)冬季風險期間情景(Risk Period Scenario)(資料來源：NERC Reliability Assessments)

2.3.1.3中陸電力調度中心(MISO)風險期間情景

圖9 中陸電力調度中心(MISO: Midcontinent Independent System Operator)冬季風險期間情景(Risk Period Scenario)(資料來源：NERC Reliability Assessments)

2.4燃煤問題及區域輸電組織(RTO)之回應

今年冬天美國燃煤電廠煤炭供應能力，可能會受到持續的煤炭生產及運輸問題之影響。截至2022年9月17日，美國年初至今的煤炭產量比去年高出 3.9%。然而，煤炭交付受到勞動力挑戰、礦山關閉及運輸限制的阻礙。發電用煤炭長期短缺可能會影響繼續依賴燃煤發電的地區，如西部電力協調理事會(WECC)轄區（不包括加州電力調度中心CAISO），西南電力池(SPP)，中陸(MISO)、PJM、德州(ERCOT)等電力調度中心轄區及東南部地區（SERC-E，SERC-SE，SERC-C及SERC-FL）。這些地區中的大多數預測用煤量將超過其冬季凈產能的20%，非CAISO的WECC、佛羅里達州、及德州(ERCOT)的燃煤產能水準較低。

2.4.1區域輸電組織(RTO)之回應 

• MISO預計到2022年10月將有冬季煤炭凈產能的27.9%，市場參與者可能會繼續調整參考價格，讓燃料受限的發電機組減少運轉頻度以維持其現有庫存。MISO還將繼續實施每週燃料調查要求 – 這是去年冬天推出的一項措施，旨在更深入瞭解燃料狀況，以便發佈有關煤炭供應問題及冷鋒期間故障停機的警告。
• 鑒於電廠報告煤炭輸送及低庫存問題，SPP修訂了其市場協定，允許燃煤發電機組在其能源投標中包括機會成本，來協助管理煤炭庫存。 西南電力池(SPP)預計有冬季煤炭凈產能之23.2%。
• PJM電力調度中心預計有冬季煤炭凈產能的21%，並可能繼續放寬其門檻，將發電機的最大緊急類別燃料供應時間從32小時增至240小時。除非需要滿足可靠度要求，否則可能限制進入此類別的發電機運轉。這始於去年的臨時措施，並正在成為PJM緊急運轉手冊(emergency operations manual)的永久性更改，該手冊不需要委員會批准。

各地區煤炭平均燃燒天數（電力部門）:

2.5結論：

今年冬天，電力及天然氣系統的運轉將可能受到極端天氣及天然氣市場基本面變化的影響。預測天然氣輸出將繼續成長，這將給今年冬天的天然氣需求帶來上行壓力。然而，預計今年冬天天然氣需求的成長不會超過產量之成長。

預測顯示，在正常的冬季情況下，電力市場營運商將有足夠的能力在今年冬季維持可靠的營運。所有地區都預計備用容量充足，儘管極端冬季事件可能會給運轉帶來壓力。 煤炭供應限制可能會影響今年冬天在最近的壓力期間依賴增加調度燃煤發電，包括SPP、MISO、ERCOT、SERC及PJM那些地區之煤炭交貨及煤炭庫存。最後，儘管面臨與天然氣進口能力受限相關的挑戰，新英格蘭電力調度中心(ISO-NE)預計今年冬天將在溫和的冬季情況下維持其可靠度，並得出結論，與過去幾年不同，ISO-NE不需要專門的冬季可靠度計劃。

圖10 2021年2月德州及美國中南部的寒冷天氣停電事故總區域肇因類別及「燃料問題」子類別事故件數及占比圖(資料來源：FERC-NERC-Regional Entity Staff Report: The February 2021 Cold Weather Outages in Texas and the South Central United States)

參考資料：

Report | 2022-2023 Winter Assessment | Federal Energy Regulatory Commission (ferc.gov)

FERC’s 2022-2023 Winter Assessment | Energy Central

https://www.noaa.gov/media-advisory/noaa-to-issue-2022-2023-us-winter-outlook

Winter Fuels Outlook 2021-2022 (eia.gov)

oct22.pdf (eia.gov)

https://www.nerc.com/pa/RAPA/ra/Pages/default.aspx

https://www.noaa.gov/news-release/us-winter-outlook-warmer-drier-south-with-ongoing-la-nina

M-1 Reserve Margin (nerc.com)

遽增的停電事故與氣候變遷簡介

目錄：

I.前言

II.報告本文

一.摘要(Summary)

二.電網是美國基本基礎建設的一部分但很脆弱

三.氣候變遷加劇了整個電力系統的風險

四.當停電時，誰（及什麼）處於危險之中？

五.重大停電越來越普遍。極端天氣通常是肇因

六.極端天氣事件的類型(Types of extreme weather events)

七.美國各地的天氣事件

八.近期趨勢(RECENT TRENDs)

九.建立更具韌性的電力系統(Building a more resilient power system)

十.方法(Methodology)

參考資料：

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I.前言

美國能源部(DOE)在其相關部門的領導下，制定了美國電力緊急事故及擾動的強制性通報要求。 美國能源部透過表格OE-417(Form OE-417) 從電業收集這些資訊，以達成其整體國家之安全及國土安全部(Department of Homeland Security)的國家應變架構職責。 DOE 將使用此表格中的資料來獲得有關美國電力供應系統緊急情況的當前資訊。 DOE 的能源資訊管理局 (EIA) 將使用這些資料在月別 EIA 報告中報告電力緊急事故及擾動。 這些資料還可用於製定立法建議、送交國會之報告，並作為能源部在發生嚴重、長期、或重復出現電力可靠度問題後，進行調查的基礎。

表1 美國能源部「電力緊急事故及擾動報告[表格OE-417(Form OE-417)]附表1-1 』(資料來源：美國能源部 )

表2 美國能源部「電力緊急事故及擾動報告[表格OE-417(Form OE-417)]附表1-2 』(資料來源：美國能源部 )

表3 美國能源部「電力緊急事故及擾動報告[表格OE-417(Form OE-417)]附表1-3 』(資料來源：美國能源部 )

表4 美國能源部「電力緊急事故及擾動報告[表格OE-417(Form OE-417)]附表2 』(資料來源：美國能源部 )

美國氣候中心(Climate Central)係政策中立的非營利組織。由科學家及傳播家所成立的一獨立群組機構，研究及報告不斷變化的氣候及其如何影響人們生活的事實。2022/9/14根據美國能源部(DOE)「電力緊急事件及擾動報告(ELECTRIC EMERGENCY INCIDENT AND DISTURBANCE REPORT)[表格OE-417(Form OE-417)]」所收集的資料研究分析結果發現近年來與天氣相關的停電事故遽增而提出了「遽增的停電事故與氣候變遷(Surging Power Outages and Climate Change)」報告。此報告之研究動機，以及美國能源部的強制性電業通報Form OE-417的做法，對日益嚴重的氣候變遷台灣電業，值得參考。特別摘譯分享大家！

II.報告本文

一.摘要(Summary)

大規模停電在美國越來越普遍。破壞性的暴風雨、極端天氣、及電力需求不斷增長正在讓美國老化的電力基礎建設不堪重負。

電網停電事故每年影響數百萬人，讓公共健康及安全面臨風險。電源故障停電對其他基礎建設產生連鎖效應，每年造成數十億美元的損失。

2000年至2021年期間，美國通報的重大停電中約有83%歸因於天氣相關事件。氣候變遷正在增加極端天氣的頻率及強度，這些天氣對我們的電網造成嚴重破壞 – 從野火到熱浪及颶風。

氣候中心分析了2000年至2021年美國重大停電數據。本補充報告：

• 摘要了有關停電事故及天氣事件的主要發現

• 說明極端天氣如何影響我們的電力基礎建設

• 概述在面對氣候變遷時對電網的期望

二.電網是美國基本基礎建設的一部分但很脆弱

人們依賴複雜電力系統，為美國各地的家庭及企業提供電力之服務。此系統 – 「包括發電、高壓輸電系統、本地配電系統、及最終用電用戶」 – 透過遍布全美的複雜網路來連接。

但美國老化的電力基礎建設需要關鍵更新，以提高其可靠度及對潛在停電事故的復原能力。即使能源界採取措施來滿足美國不斷成長的電力需求，電力系統的容量及可靠度仍然滯後。電網仍然容易受到連鎖電力事故、資通網路攻擊、以及可能最重要的極端天氣，造成的大規模停電事故。

三.氣候變遷加劇了整個電力系統的風險

颶風、野火、冰風暴、洪水及熱浪等極端天氣事件發生的頻度、持續時間、或強度隨著氣候變遷而增加。這些是重大停電的一些主要原因，它們的增加給已經脆弱的電網帶來了壓力。

氣候變遷使得極端天氣變得更加普遍，這既增加了我們對電力的需求，也削弱了我們提供電力的能力。熱浪提高了冷氣用電的需求。

同時，溫度升高及乾旱會減少冷卻發電廠機組所需的可用地表水 ，進而降低它們可發的電力。

美國的大部分電力基礎建設都是幾十年前所興建的，並不是為了在當今的氣候下運轉而建造的。隨著情況的不斷變化，電力系統在其整個使用壽命期間將面臨更多極端天氣，這可能會影響其性能、韌度(復原力)及滿足電力需求的能力。

美國的大部分輸配及配電電網都是架空的線路。變壓器、輸電線路及電桿都容易受到惡劣天氣的影響，尤其是強風、大雨、冰雪及閃電。即使在電線地下化的地區，洪水也可能導致停電事故，就像哈威颶風肆虐期間在德州休斯頓發生的那樣。數十萬英里的高壓輸電線路或數百萬英里的本地配電線路的損壞可能會阻礙用戶的電力供應。

四.當停電時，誰（及什麼）處於危險之中？

個別住家的停電時，可能不僅僅是一種不方便。缺乏冰箱、暖氣及冷氣空調可能是危險的，甚至是致命的，尤其是在長時間停電期間。

存在著一系列潛在的健康後果，特別是對於那些依賴電力關鍵醫療設備的人來說。

在天氣有關的停電期間，老年人及殘障人士或某些健康有情況的人可能特別容易受到傷害。停電的後果因洪水、野火或極端溫度等突發事件而加劇。

說明框1：電力公司控制之斷電舒緩西部森林野火風險

大規模停電可能會對基礎建設的其他元件產生連鎖效應 。它們會影響通信及運輸網路，以及限制獲得清潔水、食物、及關鍵醫療保健。

停電的全部成本（包括個人及企業的間接成本）很難計算，但對美國經濟的年度成本估計從數百億美元到每年超過一千億美元不等。大範圍的停電是美國每年數十億美元的天氣及氣候災難的主要促成因素。

五.重大停電越來越普遍。極端天氣通常是肇因

Climate Central分析了美國2000年至2021年間的停電資料， 這些數據由電力公司通報給聯邦政府及北美電力可靠度公司(NERC)，北美電力可靠度公司是一家非營利性管制機構，其使命是確保降低電網可靠度及安全度的風險。

本報告中描述的主要停電是大型電力停電事故，在停電期間至少有5萬戶用戶斷電。

• 資料顯示，2011-2021年十年間的主要停電次數比2000-2010年的十年間多64%。
• 在分析的22年期間，所有通報的停電事故中有83%可歸因於天氣有關的事件。
• 在2011年至2021年期間，與2000-2010年相比，天氣有關的年平均停電次數增加了約78%。

圖1 2000-2021年美國主要停電事故次數統計曲線(資料來源：美國Climate Central網站)

六.極端天氣事件的類型(Types of extreme weather events)

在通報與天氣相關的停電時，電力公司被要求說明原因，但對於此類說明沒有固定的準則。在許多情況下，事故被簡單地列為暴風雨或惡劣天氣，這可能是指廣泛的情況。

例如，電力公司歸因於「惡劣天氣」的停電不一定是由符合惡劣天氣氣象準則的條件引起的。不一致的細節水準使得很難完全評估特定類型的極端天氣如何影響電網。

圖2 2000-2021年美國肇因別(冬季天氣、惡劣天氣、颶風)主要停電事故次數統計曲線(資料來源：美國Climate Central網站)

為了填補這一知識空白，氣候中心分析師梳理了通報細節及相關媒體報導，以適當地將記錄的天氣事件指定給各個停電事故。此更新的分析奪取了在以前的氣候中心分析中，未編碼為天氣相關的停電事故。

從2000年到2021年，有1,542次天氣有關的停電事故。這些事件分為五大類：惡劣天氣、冬季天氣、颶風、極端高溫及野火。

• 2000年至2021年間，惡劣天氣（如強風、暴雨及雷雨）導致發生58%的天氣相關停電事故。
• 冬季天氣 (包括大雪，結冰及凍雨) 佔22%。
• 至少有15%是由颶風/熱帶暴風雨引起的。
• 在22年期間，極端高溫導致29次停電（佔天氣相關停電的1.9%）。在某些情況下，電力公司無法在熱浪期間滿足用電需求。
• 自2000年以來，野火造成的37次重大停電只佔天氣有關的總停電的一小部分（2.4%）。這些停電事故中的大多數（65%）集中在最近的五年期間（2017-2021年）。大約三分之一是由於野火或火災天氣而先發制人的電力公司公共安全斷電(PSPS)。

圖3 2000-2021年美國各州天氣相關肇因主要停電事故次數總計(資料來源：美國Climate Central網站)

說明框2：颶風桑迪：這場暴風雨給美國近半個地區帶來了洪水、強風及大雪。

2012年10月29日，桑迪超級暴風雨(Superstorm Sandy)在新澤西州大西洋城附近登陸。雖然紐約及新澤西遭受了最嚴重的破壞，但暴風雨圈涵蓋廣大的地理範圍。桑迪給美國近一半的州帶來了大雨，強風及洪水。有些人甚至在高海拔地區看到下雪。不出所料，暴風雨對電力基礎建設造成了重大破壞。東海岸及中西部有21個州遭受到停電，16州通報超過5萬多戶用戶停電。

七.美國各地的天氣事件

由於電網的互連特性，大型多州區域可能會受到單個州停電事故的影響。此外，某些類型的極端天氣，包括冬季暴風雨及颶風，會影響大片地區，並可能導致跨區域的停電事故。影響多個州及地區的停電事故計入每個州及地區的事故總件數，但僅在全國事件數量中計算一次。

此分析顯示了天氣相關的停電事故次數的區域差異 ，此部分反映了相對的人口密度及基礎建設的年齡。通報的停電次數最多的是東南部。中西部地區在總停電中排名第二，但在惡劣天氣導致停電方面排名第一。東北部在總停電及天氣有關的停電事故中均排名第三。總的來說，在所有區域，惡劣天氣是最常見的停電原因。嚴重暴風雨是局部的、短暫的停電事故由於歷史記錄有限，這使得很難將其發生與全球氣候變遷聯繫起來。

通報天氣相關的停電事故最多的五個州是德州，密西根州，加州，北卡羅萊納州及賓州。

表5 2000-2021年美國各區域天氣相關-惡劣天氣肇因主要停電事故次數(%)統計(資料來源：美國Climate Central網站)

圖4 美國氣候地理分區圖(美國能源部-MAP: How Climate Change Threatens America’s Energy Infrastructure in Every Region)

說明框3：2021年2月冬季暴風雨及寒潮

在氣候中心的分析中，冬季天氣佔停電事故的近22%。與冬季天氣有關的停電事故最常見的原因是強風及積雪壓倒樹木碰觸電線，以及輸電設備冰凍。有記錄以來最昂貴的冬季暴風雨是2021年2月的冬季暴風雨及寒潮，當時從內布拉斯加州到德州的氣溫遠低於正常水平，導致多天氣溫低於冰點。

2021年2月的事故導致整個南部大部分區域停電，特別是在德州。根據NOAA的資料，在停電高峰期間，近1,000萬人無電可用。由於缺水、寒冷、結冰事故及一氧化碳中毒，持續的極端寒冷情況也導致或促成了德州約210人死亡。

2021年2月德州的停電事故既是極端天氣的結果，也是人類毫無準備的結果。該州的大部分能源基礎建設（包括所有類型的發電技術）都無法度過冬季化，這使得元件容易冰凍。

此外，德州獨立於兩個美國主要電網而獨自運轉自己的電網，因此在需電時很難從其他地方獲取電力支援。

八.近期趨勢(RECENT TRENDs)

在此分析中，有幾個州在過去幾年中出現了大量重大停電事故。隨著極端天氣事件變得越來越普遍，電力基礎建設繼續老化，停電次數只會增加。

• 2021年重大停電次數比2000年至2021年的年平均值高出112%。2021年天氣有關的停電事故比長期平均水準高出約88%。
• 德州電力公司在2019年通報了20次天氣有關的停電，2020年通報了19次，2021年通報了41次。自2000年以來，這三年期間佔德州天氣相關的總停電事故次數的44%。惡劣或冬季天氣導致大多數這些停電事故(76%），其次是颶風（21%）。
• 本分析中包括的密西根州排名最高年份是2021年，有14次重大停電事故(全部歸因於惡劣天氣)。
• 在加州，電力公司通報了2019年至2021年間的44次停電事故。自2000年以來，這三年期間占該州天氣有關的停電總次數的三分之一以上。這些停電事故中至少有14次是為了應付不斷增長的野火風險。

九.建立更具韌性的電力系統(Building a more resilient power system)

最終，減少排放係可以採取減緩變暖的速度及加在電網上的壓力等最有意義的措施，並讓更多的時間來計劃及適應我們不斷變化的氣候。升級全國的電力基礎建設變成更具韌度及可靠度，將是昂貴且具有挑戰性的。

但是，目前有許多有希望及創新的解決方案來建立電力安全度納入我們的電力系統，特別是與再生能源容量之預估近期成長一起。以下一些是：

• 微電網係一涵蓋較小獨特的地理範圍，例如大學校園、醫院院區或社區之自給自足的能源系統。它們相對較小的規模也讓微電網更容易由再生能源來供電，這具有減少發電排放的額外好處。
• 智慧電網技術包括感知器，讓電力調度中心能夠評估電網之穩定度，並提供用電用戶更佳的停電資訊。
• 強化電網是指強化電力系統免受損害的措施。例如包括沿著電力線修剪樹木，用鋼筋或混凝土代替木製電線桿，以及架空輸電線路地下化。
• 雙向充電還不是大多數電動汽車的標準功能，但製造商正在探討在停電期間讓充飽電的車輛提供家庭用電的能力，並作為電網的儲能電源。
• 獎勵措施可以進一步鼓勵客戶在尖峰用電時段減少用電。

說明框4: 可攜式發電機安全(Generator safety)

發電機的嗡嗡聲是停電及暴風雨之後（也許是令人不快的）熟悉的聲音。雖然它們可持續點亮電燈或冰箱保持冷卻，但如果操作不當，可攜式發電機(portable generators)是會致命的。最近的一份報告估計，每年有85人死於與使用燃氣發電機有關的一氧化碳中毒。 重要的是要採取預防措施：切勿在室內使用發電機、遵循安全程序、並在操作運轉時佩戴適當的個人防護設備，諸如耳塞。隨著技術的進步，在停電期間，使用電動汽車電池進行雙向充電，可能是燃氣發電機更安全、又低碳的替代品。

十.方法(Methodology)

2000年至2021年的停電資料是從美國能源部的OE-417表格通報中收集的。主要停電事故係至少影響5萬戶用電戶的事故。

出於分析之目的，我們只考慮歸因天氣相關或野火所導致發生的停電事故(包括停電及電壓降）、燃料供應緊急情況、以及緊急呼籲減少用電所通報受影響或停電用戶之數目。我們不包括有關故意破壞或資通網路攻擊的通報。

區域定義與第四次國家氣候評估(Fourth National Climate Assessment)中概述的定義大致一致，但夏威夷及波多黎各除外。影響多個州及區域的停電事故計入每個州及區域的事故總數，但在全國事故數量中僅計算一次。

參考資料：

Surging Weather-related Power Outages | Climate Central

REPORT: Surging Power Outages and Climate Change

Electric Emergency Incident and Disturbance Report (Form DOE-417)

https://www.climatecentral.org/what-we-do

MAP: How Climate Change Threatens America’s Energy Infrastructure in Every Region | Department of Energy

Fourth National Climate Assessment (globalchange.gov)

簡介北海風力發電中心(NSWPH)之去風險模擬要求概念

內容：

I.前言

1.1 文章讀後感

1.2 期待

II.本文

一、簡介

二.控制及保護研究 (Control and Protection Studies)

2.1 交流連接中心(AC Connected Hub)

2.1.1 電力潮流控制(Power flow control)

2.1.1.1定態電力潮流研究(Steady state power flow study)

2.1.1.2 離岸頻率/角度穩定度之研究

2.1.1.3 小信號穩定度研究 (Small signal stability study)

2.1.2 無效電力控制 (Reactive power Control)

2.1.3 交流共振 (AC Resonances)

2.1.3.1離岸電網共振研究 (Offshore network resonance study)

2.1.3.2 阻尼控制設計與展示(Damping Control Design and Demonstration)

2.1.4 控制器之交互作用 (Controller interactions)

2.1.4.1相互作用研究

2.1.5 暫態穩定度 (Transient stability)

2.1.5.1 暫態穩定度研究

2.1.6 動態性能(Dynamic performance)

2.1.6.1動態性能研究

2.1.7 離岸系統諧波 (Offshore system harmonics)

2.1.7.1離岸系統諧波研究

2.1.8 互操作性 (Inter-operability)

2.1.8.1互操作性性能研究 (Inter-operability performance study)

2.1.9 離岸交流電網故障偵測 (Offshore AC grid Fault detection)

2.1.10 交流斷路器性能 (AC breaker performance)

2.1.10.1交流斷路器研究 (AC breaker study)

2.1.11 交流保護之協調運轉 (Coordinated operation of AC protection)

2.1.11.1 保護協調研究 (Protection coordination study)

2.1.12離岸電網之保護性能 (Offshore network protection performance)

2.1.12.1 電驛測試(Relay testing)

2.2 直流連接中心(DC Connected Hub )

2.2.1 有效電力控制 (Active power control)

2.2.1.1直流電網電力潮流控制研究

2.2.2 直流共振 (DC resonances)

2.2.2.1 直流共振研究

2.2.3 直流故障偵測與清除 (DC fault detection and clearing)

2.2.3.1 直流故障研究

2.2.4 直流保護協調運轉 (Coordinated operation of DC protection)

2.2.4.1直流保護協調 (DC protection coordination)

三. 運轉研究 (Operational Studies)

3.1新HVDC 互聯線之加入 (Addition of New HVDC Links)

3.1.1 控制及保護研究

3.1.2 過電壓與過電流之應力研究 (Over-voltage and over-current stresses study)

3.2 陸上或離岸電網的變化

3.3 軟體更新 (Software Updates)

3.3.1 控制及保護軟體 (Control and protection software)

3.3.2 其他軟體(Other software)

四. 不同階段的建立模型要求-有及沒有 HIL

4.1.1 可行性及規範階段 (Feasibility and Specification Phase)

4.1.2 實施階段 (Implementation Phase)

4.1.3 運轉階段 (Operational Phase)

4.1.4 驗證軟體模型的要求 (Requirements for validated software models)

五. 硬體在環模擬要求 (Hardware In the Loop Simulation Requirements)

5.1 HIL 研究的優缺點 (Advantages and disadvantages of HIL studies)

5.2 HIL 實驗室要求 (HIL lab requirements)

5.3 建議(Recommendation)

六.結論 (Conclusions)

參考資料：

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I.前言

最近看到由荷蘭、德國、丹麥三國輸電公司(TSO)及輸氣公司為開發北海風力發電，在2017年聯合成立之北海風力發電中心 (NSWPH: North Sea Wind Power Hub)財團(consortium)一篇為減少風力發電風險的研究概念文章，文中點出了風力發電控制與保護相關的風險，並提出將風險降至最低的研究，各項研究應由誰來執行？在那個階段執行？以及是否應該離線或硬體在環模擬(HIL)執行？

1.1 文章讀後感

這對我這電力退休老兵增進了許多新知？我也猛然發現將近4、50年前我還當調度處電網股長時期所使用的電磁暫態程式(EMTP)，以及後來的小信號穩定度、暫態穩定度等程式也還可用上場？另外，台電303大停電事故才浮現出來的即時數位模擬器(RTDS: Real-time digital simulator)也是HIL模擬再生能源系統試驗的要角？

台電早在2007年就由當時任職綜研所的吳副主任(現任供電單位副座)引進了RTDS。我記得當年他告訴我想來驗證數位電驛的性能，我還到過樹林試驗室參觀過模擬試驗。後來他調換單位後，我就沒有聽他說RTDS相關的事宜了！直到這次303大停電事故肇因研究檢討，他才獲得高層支持，重新使用RTDS來模擬研究檢討這次導致大停電複雜的電驛動作。

1.2 期待

讀完這篇文章後，深深了解到歐洲對再生能源風險把關的單位，輸電調度中心(TSO)也就是台電的電力調度處擔任很重要的監督與試驗角色，以及RTDS是即時模擬的必要工具，我也期待我的調度後輩好好利用RTDS來檢討未來再生能源占比大增系統的各種問題，以減少運轉風險？

另外，可能對正在發展離岸風力台灣電業其他同好，也值得參考借鏡？好好組個離岸風力(可包括太陽能)系統風險把關隊，讓再生能源在台灣永續經營下去？特別將此文摘譯如後分享大家。

II.本文

一、簡介

北海風力發電中心 (NSWPH: )係德國(包括荷蘭)天內特TSO (TenneT)、丹麥TSO(Energinet)及荷蘭天然氣輸送公司(Gasunie)聯合成立的財團(consortium)，旨在開發北海大規模海上風力發電整合到北歐電力系統中所需的基礎設施。NSWPH 方式係基於「中心輻射型(hub-and-spoke)」概念，其中多個風場所發的電力在一個電力中心(power hub)收集，然後利用 HVDC輸送到多個接收電力系統。與傳統方法相比，中心輻射型方式降低了整合成本，並為參與電網之間的電力交易提供了額外的彈性(flexibility)。

NSWPH計畫預計將分四個階段來實現：可行性、規範、實施及運轉。在計畫可行性階段之需求為研究環境衝擊、可用的替代方案等。然後在規範階段進行初步設計研究並確定系統的技術要求。一旦選擇了供應商並簽署了合約，製造廠商設計、測試及安裝系統的實施階段就開始了。 最後，運轉階段則從加入系統及移交給 TSO 開始。在運轉階段期間，系統可能會要擴充或修改。圖 1 顯示了 NSWPH 計畫所設想的各個階段。

圖1 北海風力發電中心 (NSWPH)之發展階段(資料來源：North Sea Wind Power Hub 網站)

離岸電力中心(offshore power hub)已經提出兩種配置：交流連接中心(connected hub)、及直流連接中心。在交流連接中心中，許多風場連接並供電到被定義為交流中心(AC hub)的小型交流電網(或母線)。兩條或多條高壓直流(HVDC)互聯線從此交流中心輸送電力到各陸上電網。隨著離岸風力發電的擴充，可能興建多個離岸交流中心。兩(或更多)個此類交流中心可以透過HVDC互聯線相互連接。圖2顯示了透過HVDC互聯線連接的兩個交流中心的主要概念。  圖2 交流(AC)連接電力中心之概念圖(資料來源：North Sea Wind Power Hub 網站)

在直流(DC)連接的中心(hub)中，各風場的群集點(cluster)係類似傳統離岸風力整合方式利用HVDC互聯線連接到陸上電網。然而，兩條或多條HVDC互聯線在整流器端(rectifier end)透過海底直流電纜相互連接，形成一個電力中心(a power hub)。原則上，這是一條多端(MT :multi-terminal)HVDC系統，變流器站(inverter stations)設在 陸上的各接收電網上。隨著系統的擴充，可以興建其他中心並透過直流電纜相互連接。圖 3 顯示了這種直流連接中心的主要概念。  圖3 直流(DC)連接電力中心之概念圖(資料來源：North Sea Wind Power Hub 網站)

電力中心(power hub)係一個新穎的概念，在實施前需要仔細分析。此分析的一個重要項目就是識別及解決與系統控制及保護相關的潛在問題(風險)。本報告之目的是識別及討論風險，並提出解決這些風險所需的研究。對於每項研究，都確認了責任方（TSO、製造商……）。此外，還確認了進行研究所需的工具。這意味著對於每項研究，都可以確認是離線執行或是利用硬體在環(HIL: Hardware in the Loop)模擬的安排。 本報告還討論了執行HIL模擬的優缺點。

二.控制及保護研究 (Control and Protection Studies)

「中心輻射型(hub-and-spoke)」之北海風力發電中心(NSWPH)概念係同類產品中的首創。為確保系統安全穩定運轉，必須在計畫中的各個階段執行多項研究。本節提供了與系統控制及保護相關主要潛在問題之摘要概述，以及將相關風險降至最低的必要研究。

2.1 交流連接中心(AC Connected Hub)

在交流連接中心(圖2)中，多個風場及高壓直流(HVDC)系統係連接到同一離岸交流母線上。也有可能從同一離岸交流母線(AC bus)饋供大型離岸負載（氫氣廠）。此系統之電力潮流及動態控制、以及保護方面存在著挑戰，詳如下列章節所述：

2.1.1 電力潮流控制(Power flow control)

在定態(Steady State)下，離岸高壓直流(HVDC)控制器必須維持電力潮流在其設定點(set points)附近，同時允許HVDC互聯線之間共同分擔風力發電之波動。在風場、換流器(converter)、或直流電纜故障的情況下，控制器必須能夠將系統帶到一個新的穩定運轉點，而流入陸上終端的電力潮流盡可能接近其事故前水準。

控制器還必須始終將離岸系統頻率保持在可接受的限制範圍內。HVDC換流器、風場、負載及電力中心(hub)內的任何其他元件之間不應存在相互作用振盪。為了達成這些目標，連接到陸上電網的HVDC互聯線，必須在電網組成控制模式(grid forming mode)下運轉。在所有運轉情況下(亦即系統正常、故障期間及故障後）達成穩定及強健的電力潮流控制方案，係一已識別的風險。此風險係透過下列研究來解決：

2.1.1.1定態電力潮流研究(Steady state power flow study)

這項研究首先在可行性階段執行來發展此概念。在每個風場及HVDC整合之設計階段執行更詳細的研究。此外，在運轉階段，當新風場、HVDC、或主要負載加入電力中心時，必須執行電力潮流研究，以確保有額外加入元件之新系統中的電力潮流仍然令人滿意。此研究確定：

• 在系統正常及偶發事故情況下， HVDC及風場運轉範圍及調定率(droop)之設定
• 諸如在HVDC發生故障時(交叉跳脫)風場自動跳機，所需之特殊保護方式(SPS)。
• 短期電力潮流穩定裝置諸如交流截波器(AC choppers)等之需求。

在可行性及運轉階段的研究，通常由 TSO 來執行。在設計階段，研究則由製造廠家來負責執行。

定態分析通常係採離線執行。

2.1.1.2 離岸頻率/角度穩定度之研究

維持離岸電力系統之頻率穩定度非常重要。HVDC終端可在電網組成控制模式(grid forming mode)下運轉，並且有些風場也有可能在電網組成控制模式下運轉。因此，在系統正常及偶發事故期間中，維持多個並聯電網組成控制換流器(grid forming converters)之間的電力平衡也非常重要。這種多個並聯電網組成控制換流器之情況，在既有離岸電網或陸上電網並不常見。因此，存在著與電力頻率/角度穩定度相關的重大風險。

電力頻率穩定度可以作為暫態穩定度分析及/或動態性能研究(EMT：Electromagnetic Transient)的一部份來評估。研究通常涉及HVDC控制(外環及電網組成控制)以及風場的發電廠及風力渦輪機控制。如果有一個主控制器調整離岸頻率，則在這些研究期間也需要對其建立模型。在規範階段，研究將決定主控制器與每個 HVDC、或風場、以及主控制器提供功能之間交換的信號。

如果有相關控制器的準確模型可用，則可以離線執行研究。否則，將需要利用實際控制硬體進行即時硬體在環(HIL)模擬。顯然，這意味著可以使用實際的控制硬體。理想情況下，HIL模擬需要來自HVDC及風場的控制硬體。

與定態分析類似，這項研究需要在TSO及製造廠家的三個發展階段重複進行。

2.1.1.3 小信號穩定度研究 (Small signal stability study)

當多個並聯換流器在電網組成控制模式下運轉時，可能會出現類似於傳統發電機組之機電振動(electromechanical oscillations)的電力搖擺(power swings)現象。除此之外，不同的控制器可能會展現出振盪行為。因此，評估任何離岸電網振盪及與之相關的阻尼是非常重要的。有兩種可能的研究方法：

• 可以使用控制器的詳細電磁暫態(EMT)模型，並應用諸如步階變化(step changes)之類的小擾動來評估振盪。此方法是以嘗試錯誤法(trial-and-error)為基礎的方法。但是，在某些運轉情況（系統情況）下，存在著無法識別出可能出現一些振蕩的風險。因此，重要的是要考慮大量的工作點及小信號干擾。此研究通常由製造廠家在設計階段時執行。本研究可以離線(使用詳細的控制器模型）或即時（HIL）來完成。
• 可以使用特徵分析(Eigen analysis)來評估系統振盪。這是首選方法。透過查看系統線性化模型的特徵值，可以在特定運轉點評估與整個系統相關的振盪與阻尼。可以透過評估分配因數(participation factors)、模式形狀(mode shape)、及殘數(residues)等特徵屬性來識別設備及控制器。此方法還可用來發展例如阻尼控制器之緩解措施。然而，這裡的主要挑戰是從製造廠家那裡獲得HVDC系統及風場的詳細線性化模型。這種離線研究通常由製造廠家在設計階段時完成。因此，很明顯，高壓直流輸電與風力渦輪機供應商之間必須交換資訊。

2.1.2 無效電力控制 (Reactive power Control)

離岸電網的無效電力協調非常重要。離岸電網電壓通常由高壓直流(HVDC)控制，而風場可以在無效電力恆定控制模式下運轉。然而，透過在無效電力零出力控制模式下之電網組成(grid forming)HVDC換流器，有可能獲得更大的有效電力控制彈性(control flexibility)。在這種情況下，風場需要使用電壓控制。此外，離岸電網無效電力出力與損失取決於離岸交流電纜的載流。因此，確認離岸電網無效電力要求及控制之可能性係非常重要。

無效電力控制要求係使用上述章節所提的定態電力潮流分析、與小信號穩定度分析、以及下述章節的暫態穩定度與動態性能研究來評估。在可行性階段，HVDC與風場的無效電力要求（定態及動態）將需由TSO來定義。定態及暫態穩定度研究足以滿足此目的（離線模擬）。風場與HVDC之間的無效電力協調應由 TSO 確定，相關資訊應包含在規範中。在設計階段，製造廠家需要重新審視這些要求。在這個階段，研究可以採離線或 HIL來進行。

2.1.3 交流共振 (AC Resonances)

在連接單一HVDC對稱單極之既有離岸電力系統已經通報過發生電力共振(Electrical resonances)。HVDC控制器可能對電氣共振的阻尼產生不利的影響。現在，大多數歐洲電網法規(grid codes)都要求在離岸HVDC換流器中配有主動阻尼控制(active damping controls)，來控制電氣共振。

當 HVDC 換流器(converters)在交流中心(AC hubs)處緊密耦合時，電力共振問題變為更加複雜。那裏可能存在多重諧振可能性，並且多個HVDC換流器的電氣元件（亦即變壓器及相電抗器）可能會導致共振。對於具有多個 HVDC互聯線的交流中心(AC hub)（與直流中心相比），共振之識別及阻尼控制器的設計都要複雜得多。當更多HVDC互聯線連接到交流中心時，僅考慮調整一個 HVDC互聯線的主動式阻尼控制器，可能無效。因此，電氣共振被認為是交流中心(AC hub)的主要風險。

2.1.3.1離岸電網共振研究 (Offshore network resonance study)

識別離岸電網相關的電力共振與阻尼，需要一套完善的研究程序。

以阻抗為基礎的方法，可用於識別離岸電網中的共振。需要使用電流注入法（EMT 模擬）為所需的頻率範圍（最高約 3,000 Hz）獲得 HVDC 換流器及風場的頻率相關阻抗[即轉移函數(transfer functions)]。為了獲得正確的阻抗分布(impedance profile)，包含詳細的控制器及最終的常數值係屬非常重要。設備阻抗與電氣網絡阻抗相結合，來獲得系統阻抗分佈，以評估電氣共振。有必要考慮所有可能的運轉情況（風場、電纜、HVDC 換流器之故障），以確定出現共振條件的可能性。以阻抗為基礎的共振研究是離線進行的。

線性化模型的特徵分析(類似上述小信號穩定性分析）也可用於識別共振與阻尼。然而，需要使用具有頻率相關特性的動態相量，對電網進行建立模型。 這項研究是離線執行的。

製造廠家需要在設計階段使用離線模擬來評估電氣共振。TSO 需要提供正確的輸入資料，例如交流電纜常數、風場及其他 HVDC 系統阻抗（從其他製造廠家處獲得）。每次交流中心變動時（增加 HVDC換流器、風場、電纜等），都需要重複此研究。

2.1.3.2 阻尼控制設計與展示(Damping Control Design and Demonstration)

需要調整與 HVDC 互聯線相關的主動式阻尼控制，以便為所有識別出的共振提供足夠的阻尼。製造廠家有必要展示使用與不使用調整主動式阻尼控制的系統性能。這通常由製造廠家使用即時模擬 (HIL) 來完成。 也有必要使用離線 電磁暫態(EMT) 模擬評估相同的條件（以評估離線 EMT 模型在電氣共振方面的準確性）。

2.1.4 控制器之交互作用 (Controller interactions)

當多個電力電子設備連接在一起時，控制器交互作用是主要關切問題。有幾種可能：

• 不同 HVDC 換流器的交流電壓/無效電力控制器之間的相互作用
• 不同 HVDC 換流器的頻率/有效電力控制器之間的相互作用
• 不同風場控制器（風力渦輪機及電廠控制器）之間的交互作用
• 暫態電流控制器之間的相互作用
• 控制器不穩定性（調節不良的控制器會產生振盪）

2.1.4.1相互作用研究

需要進行全面交互作用的研究，以確認離岸電網中控制器交互作用的程度。定態（小信號）與暫態相互作用都需要評估。

可以使用第 2.1.1 節中所述的小信號穩定度評估技術來評估定態相互作用。

在分別在第 2.1.5 及 2.1.6 節中說明的暫態穩定度評估及動態性能研究期間評估暫態相互作用。

2.1.5 暫態穩定度 (Transient stability)

離岸交流中心(AC hub)的暫態穩定度評估將比單一HVDC對稱單極連接到風場的複雜得多，後者用於既有的 HVDC 互聯線整合風場。

2.1.5.1 暫態穩定度研究

暫態穩定度評估通常使用RMS模擬工具來完成。考慮到離岸電網的複雜性，很難在RMS工具中建立精確的模型。此系統相對較小（與RMS模擬中使用的大型系統模型相比），可以使用EMT模擬執行暫態穩定度研究。這些研究由 TSO 在可行性階段（使用正在設計的系統部分的通用代表）及製造廠家在設計階段（使用詳細模型）來完成。當離岸電網增加新元件時，需要重複這些研究（運用性研究）。 這些研究可以使用離線工具來完成。

2.1.6 動態性能(Dynamic performance)

HVDC系統及風場的動態性能研究對於設備正確設計及避免設備之間的任何交互作用非常重要。當有多個電力電子設備相互連接時，動態性能評估變得更加複雜。

2.1.6.1動態性能研究

動態性能研究通常由製造廠家在設計階段使用詳細模型來完成。這些研究通常使用離線 EMT 及即時模擬來完成。使用系統中其他設備(風場及HVDC）的詳細模型進行研究非常重要。考慮到模擬平台的實際限制，風場通常被聚合成幾個渦輪機模型（例如一個模型預串）。

考慮到模擬模型的準確性，HIL模擬將是最佳選擇。如果有(真實硬體的）經過驗證的 EMT 模型可用，則可以使用離線模擬執行模擬。

2.1.7 離岸系統諧波 (Offshore system harmonics)

當有多個電力電子設備產生諧波時，諧波失真會高於連接到風場的單一HVDC系統。與具有2或3層級脈寬調變(PWM: Pulse Width Modulation)開關的換流器的風場相比，模塊化多層級換流器(MMC)電壓源換流器(VSC)系統產生的諧波量非常少。在交流中心(AC hub)中，連接到任何交流母線之風場的數量大於連接到同一母線的 HVDC 的數量，因此諧波失真的風險更高。

2.1.7.1離岸系統諧波研究

離岸電網的諧波性能需要透過研究及測量來評估。設備對諧波失真的影響由製造廠家在設計階段進行評估。為此，需要對系統中現有的諧波源進行適當建立模型。 TSO 必須從各個製造廠家那裡收集詳細的諧波模型，並向正在設計的設備製造廠家提供這些模型。諧波評估通常使用離線 EMT 模擬來完成。

一旦設備安裝後，有必要測量連接點的諧波含量，這可以與安裝此類設備之前執行的早期量測量進行比較（用於運轉中案例）。

2.1.8 互操作性 (Inter-operability)

北海風力發電中心(NSWPB:North Sea wind power hub)係計劃分期開發。因此，連接到任何中心(hub)的多條 HVDC 互聯線很可能由不同的廠家提供。高壓直流輸電技術也在不斷發展，不同時期建造的高壓直流輸電系統有可能使用不同的技術甚至拓撲架構。因此，不同製造廠家在不同時間提供的 HVDC 互聯線，存在著不能兼容且無法以最佳方式一起運轉的風險。互操作性問題很難解決，因為製造廠家之間的合作及資訊交換通常受到商業及法律障礙的阻礙。因此，在設計階段，研究系統的互操作性，來解決這種風險非常重要。

2.1.8.1互操作性性能研究 (Inter-operability performance study)

互操作性研究的目的是確保連接到中心(hub)的所有 HVDC 互聯線能夠在所有運轉條件及突發事件下按照規範平穩運轉。此研究可以分兩個階段進行：在第一階段，供應商所開發的詳細EMT模型用作離線研究，而在第二階段，實際控制室(control cubicles)及/或複製品將用於 HIL研究安排。使用兩階段方法的目的是盡可能在早期階段識別及解決與互操作性相關的問題。然後可以在第二階段使用實際的 C&P 控制室對這些修復進行測試。

重要的是，TSO 能夠使用連接到中心(hub)的所有設備（HVDC、風場、電解槽等）的準確模型，以確保互操作性研究的準確性。因此，在設備加入系統後，應制定流程以便從每個連接者取得這些模型。模型應根據複製品及/或現場測試進行驗證。在為每個項目制定規範時，應特別注意供應商要提交之離線模型的詳細要求，以及這些模型的驗證過程。

這是為了確保模型適用於互操作性研究。所有 HVDC計畫的規範還應定義一組標準介面信號，以便與主控制器及/或其他 HVDC 系統交換。例如，電力出力、頻率及交流電壓命令可以從主控制器發送到所有HVDC換流器，換流器的狀態（阻塞、待機等）及工作點（V、P、Q…）可以從換流器送到主控制器。所有供應商的離線模型及複製品(如果需要複製）應符合此要求。

為解決保密問題，研究應由TSO執行。應執行包括不同操作模式下的啟動、停機、升降載、直流及交流故障等廣泛之測試。測試還應包括故障模式分析，諸如 HVDC互聯線及/或主控制器之間的通信故障。

2.1.9 離岸交流電網故障偵測 (Offshore AC grid Fault detection)

離岸電網幾乎完全由電力電子設備所組成。與傳統的同步發電機等設備不同，電力電子設備的性能受其控制器的影響很大。在故障期間，可以激發故障穿越功能(fault-ride-through)、動態無效電力電流注入功能、及負序控制器(negative sequence controllers)等特殊控制功能。其中一些要求是TSO為滿足AC系統的需要而提出的，一些則是針對風場設備提出的規定。例如，需要負序控制器係用在不對稱故障期間，避免過大的電流，來確保風力渦輪機換流器的安全運轉。儘管可以放寬離岸系統對需要特殊控制功能的要求，但可能無法完全取消掉這些功能。因此，傳統以電流或阻抗為基礎的保護方式之性能，可能會受到大量電力電子設備的影響。由於這些功能的激發，保護可能無法偵測到故障或可能誤動作。例如，過流電驛可能由於故障期間，透過激發故障穿越功能而降低故障電流大小而無法檢測到故障，或者可能由於動態無效電力電流注入而誤操作。這些問題也適用於既有的離岸計劃。然而，由於廣泛之電力電子設備主導的交流網絡，尤其是在交流連接中心(hub)的情況下，離岸交流電網故障偵測可能更具挑戰性。在交流連接中心(hub)的情況下，可能必須採用以進行波技術等新方法的保護電驛，來達成可靠的交流故障偵測。

應執行交流故障研究，來評估連接在離岸系統中的保護裝置的性能。該研究由製造廠家在設計階段時進行。對於這項研究，準確地模型離岸系統及保護電驛非常重要。通常，在EMT程式中的保護電驛之EMT模型可能已被簡化。因此，這種簡單的模型不足以執行研究。如果有精確的電驛模型可用，保護協調研究可以透過離線EMT模擬來進行。 HIL模擬在本研究中具有優勢，因為它具有更高的精確性，並且實際電驛可以在實體上連接與測試，前提是要有離岸交流電網的精確模型可以使用。此研究應證明交流故障對系統不同位置的影響、以及所選保護策略之能力，能夠可靠地隔離故障元件，同時對系統的影響最小。

2.1.10 交流斷路器性能 (AC breaker performance)

交流連接中心(hub)的離岸交流系統係由廣泛的電纜電網所組成，可產生大量無效電力。可能需要使用並聯電抗器來補償電纜產生的額外無效電力，來將電壓保持在運轉限制範圍內。當使用並聯電抗器補償長程輸電線路時，交流斷路器在開關操作期間的延遲動作是一種已知現象。考慮到並聯補償長程輸電線路跟交流連接中心(hub)之間的相似性（在存有並聯電抗器中之高電網充電電容），存在由於延遲跨零(delayed zero crossings)而導致交流斷路器延遲動作的風險。 在交流連接中心(hub)的情況下，需要仔細評估交流斷路器額定值，特別是要考慮到中心(hub)會隨著時間「增長」的事實。

2.1.10.1交流斷路器研究 (AC breaker study)

執行交流斷路器研究係用來評估交流中心(AC hub)中交流斷路器的額定值及性能。每個連接設備製造廠家都可以在設計階段執行這些研究。此研究可以透過離線EMT模擬來進行。這項研究應確認要安裝的斷路器之要求，以及減緩已識別問題的任何措施。必須記住，隨著中心(hub)的擴充，斷路器的責任要求(duty requirements)將會改變/增加。應該考慮到這一點。儘管升級交流變電所中的斷路器是一種常見做法，但需要考慮更換離岸設施中的斷路器之後勤工作。

2.1.11 交流保護之協調運轉 (Coordinated operation of AC protection)

與任何系統一樣，交流連接中心(hub)中的所有保護系統都需要相互協調工作。 隨著中心的擴充，每個設備中的保護系統都需要維持其速度、靈敏度、選擇性及可靠度。

2.1.11.1 保護協調研究 (Protection coordination study)

每當中心(hub)增加新設備時，都應執行全面性的保護協調研究。 由於製造廠家需要考慮以前安裝的設備之保護策略，因此進行這項研究將具有挑戰性。 此外，本研究應考慮未來連接到中心設備可能採用的保護策略。 製造廠家可以在設計階段使用離線EMT模擬執行保護協調研究。此研究應展示在交流離岸電網各個部分發生故障時整體系統的性能。

2.1.12離岸電網之保護性能 (Offshore network protection performance)

如第 2.1.9 節所述。交流連接中心存在挑戰，因為電網幾乎完全是電力電子設備的系統。為了克服這些挑戰，可能需要基於新故障偵測技術的電驛。因此，為了確保所選電驛如預期運轉，以及 NSWPH 財團對新電驛充滿信心，需要在現場安裝新電驛之前，先進行測試。

2.1.12.1 電驛測試(Relay testing)

測試電驛的最合適方法是使用即時模擬器執行HIL測試。如果要執行HIL測試，對交流電網及連接到電網的設備進行精確地建立模型係屬非常重要。應注意考慮包括到比流器(CT)及比壓器(VT)的動態性能、飽和度、截波(clipping)等之適當的模型。HIL模擬提供了一個閉環模擬，其中包含電驛動作及交流系統對保護動作的反應。

或者，可以從離線EMT模擬中記錄電壓及電流波形，並將其回放到測試中的保護電驛。這種方法是一種開環模擬，只能測試電驛的動作。當需要評估保護措施的結果時，需要進行閉環測試。

電驛的測試可以在計畫設計階段由 TSO 及製造廠家合作執行。

2.2 直流連接中心(DC Connected Hub )

交流連接中心(hub)中識別的所有風險也適用於直流連接中心(hub)。 但是，對於下列問題，風險之級別將類似單一 HVDC單極連接到離岸風場的系統：

• 無效電力控制
• 交流共振
• 暫態穩定度
• 離岸系統諧波

有效電力控制及一些動態性能研究以不同的方式執行，如下所述。

2.2.1 有效電力控制 (Active power control)

直流電力中心(DC hub)中最重要的任務之一是維持多端直流電網的有效電力平衡及直流系統電壓。有效電力可能必須根據市場需求（經濟調度）在多個陸上換流器之間予以分配，並將換流器直流電壓維持在可接受的範圍內。這是一個新的風險，定態運轉下的風險需要使用一項新研究來評估：「多端直流電力潮流控制研究」。

2.2.1.1直流電網電力潮流控制研究

多端電力潮流在正常情況及偶發事故情況（換流器故障、風場停電、直流電纜故障等）下，針對不同負載條件進行評估。至少，需要考慮極端負載條件（即最小/最大負載）。需要考慮換流器的有效電力及直流電壓控制機制（例如陸上固定直流電壓、直流電壓下垂調定率或有效電力控制、離岸高壓直流頻率控制及風場電力出力控制）。需要評估直流電壓運轉範圍以及直流電纜及換流器負載。可能有必要引入特殊保護方式(SPS: special protection schemes)，例如風場交叉跳脫，以避免在某些情況下出現過載。此外，必須遵守可加壓在電纜上的最大直流電壓。 這項研究是在可行性、設計及運轉階段使用離線模擬（EMT 或 RMS）完成的。

2.2.2 直流共振 (DC resonances)

當從直流側連接多個 HVDC 換流器時，直流電網中可能會出現多個共振頻率（直流共振）。與交流中心(hub)共振類似，HVDC 控制器可能會影響（正面或負面）這些共振的阻尼。因此，有必要進行特殊研究來評估直流側共振。

2.2.2.1 直流共振研究

可以使用下列方法之一來識別直流側共振：

• 詳細的 EMT 模型可用來識別直流共振。對於兩端子系統，使用電流/電壓注入技術來識別共振。在此技術中，電流或電壓在一個端子處注入，並且根據電流/電壓放大來識別共振。此技術是為雙端子架構開發的，因此很難將其用於多端系統。因此，可能必須使用諸如設定點變化之類的小干擾來評估共振。然而，很難捕捉到所有的共振與阻尼。
• 一種系統的方法是執行DC中心(hub)的特徵分析(Eigen analysis)。類似於第 2.1.1 節中所說明的小信號穩定度分析，取得系統的線性化模型，並使用特徵值評估振盪模式與阻尼。此研究顯示了系統中的所有振盪，包括控制器模式、直流共振及交流共振。可以使用諸如參與因數(participation factors)等特徵屬性來識別直流共振。直流電網電氣變數，例如直流電流與電壓，對直流共振的貢獻最大。直流共振的位置（亦即直流電纜、換流器及控制器的最重要貢獻）可以從參與因數中識別。

如果存在低阻尼共振，則有必要引入緩解措施，例如改變直流回路（例如 MMC 換流器、直流電抗器更換）或可能必須考慮阻尼控制器。

直流共振研究需要在可行性階段（高階）及設計階段（詳細）使用離線模擬工具來執行。 HIL 等即時模擬工具可用於驗證目的，但它是可選的項目。

2.2.3 直流故障偵測與清除 (DC fault detection and clearing)

與交流中心(hub)相比，直流中心(hub)最具挑戰性的任務是處理直流故障。故障偵測取決於多端直流系統的複雜性，故障清除取決於快速直流斷路器等設備的可用性。此外，在故障期間限制通過換流器的故障電流將是一個挑戰。因此，除了動態性能研究外，還需要進行特殊的直流故障研究。

2.2.3.1 直流故障研究

為了研究需要包括高壓直流換流器及控制器、直流斷路器及直流電纜之直流中心(hub)的詳細說明。執行不同位置的直流故障之模擬，以及評估故障清除性能。當系統設計良好時，直流故障清除邏輯應該能夠隔離故障部分（電纜或換流器）並將系統的其餘部分恢復正常。

考慮到這項研究的複雜性，使用實際控制硬體進行 HIL 模擬將是最佳選擇。否則，經過驗證的模型（針對實際硬體）可用於離線EMT模擬。模型中需要包含通信之遲延。這項研究將在 TSO 的可行性階段及製造廠家的設計階段進行。

2.2.4 直流保護協調運轉 (Coordinated operation of DC protection)

直流保護的協調運轉對於直流連接中心(hub)的可靠運轉至關重要。這可能具有挑戰性，因為DC中心(hub)將隨著時間的推移而擴充，並且將出現來自不同供應商的保護方式。此外，不同保護元件之間可能存在通信要求。例如，為了使後衛保護電驛動作，可能需要斷路器失靈信號。為了驗證直流保護的協調動作，應執行直流保護協調。

2.2.4.1直流保護協調 (DC protection coordination)

每當電力中心(hub)增加新設備時，都需要進行全面的保護協調研究。由於製造廠家需要考慮以前安裝的設備的保護策略，因此進行這項研究將具有挑戰性。此外，本研究應考慮未來設備中可能採用的保護策略。製造廠家通常會在設計階段使用離線EMT模擬來進行保護協調研究。然而，由於系統的複雜性以及保護所需的偵測與動作之速度，HIL 測試將是最合適的。此研究將展示在直流離岸多終端系統之各個部分發生故障時整個系統的性能。

三. 運轉研究 (Operational Studies)

一旦 HVDC 互聯線商轉後，在其生命週期內需要進行大量研究。 在這種情況下，這些研究被稱為運用計畫研究。 其中包括電力中心(hub)新增加HVDC互聯線相關的研究，以及與陸上或離岸電網（新的 HVDC 互聯線除外）變更相關的研究。 此外，由於電網或市場需求的變更，HVDC 互聯線提供的服務可能需要在其生命週期內發生變更。 例如，最初為風電整合而建立的互聯線，後來可以用作兩國之間的互連、或輔助服務的供應商。 為了能夠做出這樣的改變，需要進行大量的研究。 以下部分討論了每種情況下所需的研究，以及離線或 HIL 研究是否首選。

3.1新HVDC 互聯線之加入 (Addition of New HVDC Links)

風力發電中心(wind power hubs)將逐步發展，HVDC 互聯線路將在可能數十年的期間內興建。每次計劃將新 HVDC 互聯線增加到中心(hub)時，都需要進行研究以確保所有先前興建的 HVDC 互聯線的性能仍然令人滿意，並且不受新增加HVDC 互聯線的影響。

3.1.1 控制及保護研究

本報告前一章討論了與控制及保護相關的研究。有可能使用離線 電磁暫態(EMT) 模擬來進行所有這些研究。但是，實際硬體及實際控制與保護功能之詳細模型驗證的是必要的。為此，需要實施適當的驗證程序，並且每次當系統發生變更時，例如控制器參數變更時，都需要重複此程序。大多數控制及保護研究也可以使用 HIL 來完成。研究應由 TSO 及/或新互聯線的製造廠家來執行，然而，擁有既有HVDC互聯線的TSO應充分參與研究。

3.1.2 過電壓與過電流之應力研究 (Over-voltage and over-current stresses study)

現有 HVDC 互聯線電壓及電流之應力會受到新互聯線的興建影響。設備過電壓或過電流或避雷器能量水準存在超過設計限制的風險。因此，需要檢查或重複對既有互聯線的一些設計研究，以確保設備應力維持在設計限制範圍內。對於 AC連接及DC連接的中心(hub)，既有HVDC互聯線的絕緣協調及短路電流應力都會受到新互聯線的影響。因此，這些設計研究需要重新評估。 這些通常是離線研究，應由TSO在新增互聯線的規劃階段時完成，並由製造廠家在設計階段重複研究。此外，與新增HVDC系統的AC電網類似，規範必須明確，不得超過既有避雷器能量或既有設備的設計應力。

3.2 陸上或離岸電網的變化

預計陸上及離岸電網都將在 HVDC互聯線的生命週期內發生變化。由於這些變化，系統短路水準可能會低於或高於設計水準。當主要設備的安裝或報廢導致高壓直流終端系統強度發生重大變化時，應進行短路研究，以確保系統強度仍在設計限制範圍內。此研究通常由 TSO 離線完成。

與新安裝的動態設備，例如風場或電轉氣轉換器(power-to-gas converters），之間有存在著控制交互作用的風險。每次在既有HVD 終端附近安裝新的動態設備時，都需要進行交互作用研究。此研究在上述第 2.1.4 節中有詳述。

在交流及直流連接中心(hub)中，控制可能包括一個主控制器，負責監控風場及 HVDC互聯線。當興建新的 HVDC互聯線或風場時，需要更新主控制器。主控制器的變更，存在著導致中心(hub)任何部分的誤操作的風險。因此，對主控制器的修改需要在模擬中進行測試，無論是離線還是在HIL設置中測試，以便最大限度地降低這種風險。這項研究應由TSO離線（如果有可用的驗證模型）或使用 HIL 安排進行。

交流電網的變化也可能影響設備應力。如果其他研究指出任何設備有存在超過壓力的風險，則需要進行第 3.1.2 節中所提到的研究以降低風險。這些研究由TSO執行。

電力系統的持續發展及用再生能源替代傳統發電廠，甚至可能需要在其生命週期內改變HVDC的控制理念。在這種情況下，需要進行一套完整的控制及保護研究（如本報告第 2 章所述）。研究應由TSO在規劃階段進行，然後由製造廠家在設計階段重複，然後再實施。

3.3 軟體更新 (Software Updates)

在 HVDC 互聯線的生命週期中，將有許多場合需要更新控制及保護或其他軟體。

3.3.1 控制及保護軟體 (Control and protection software)

由於運轉經驗、市場驅動因素的變化、電網法規(grid code)的變更等，需要在互聯線的生命週期內更新控制及保護軟體。特別是對互聯線生命週期內發生的故障及其他事故的調查，HVDC 互聯線可能顯示需要更改其控制及保護軟體。更新後的軟體，存在著無法在所有運轉情況下都令人滿意之運轉的風險。因此，對控制及保護軟體的任何更改都應在上傳到實際控制系統之前，先進行測試。在兩端子HVDC系統中，系統本身並不複雜，研究的規模通常也不複雜。然而，在系統是複雜的情況下，研究的複雜度將取決於變更的幅度，以及研究應該走多遠(多深入)。

大多數變更可以在離線電磁暫態(EMT )環境中模擬（如果有經過驗證的供應商模型可用），而HIL模擬更為有效。如果 HIL模擬設置（即複製控制及保護連接到即時電網模擬器）可用，則可以輕鬆地複製對軟體進行完全相同的更改，並測試對運轉的影響。一旦對軟體更改進行測試，控制及保護誤操作的風險將大大降低。控制及保護軟體的變更及所需的研究可能由TSO或製造廠家來完成。但是，這取決於系統運轉了多長時間。意思是，更改是製造廠家的升級還是由於TSO的新要求。

3.3.2 其他軟體(Other software)

高壓直流(HVDC)輸電系統使用了許多設備，例如人機介面(HMI)計算機、閘道器(gateway)及路由器(routers)、防火牆、暫態故障記錄器(transient fault recorders)、計算機、通信設備、記錄設備等，每個設備都包含多個軟體。 這些軟體的開發者不斷地向他們的軟體發布修補及更新。 安裝任何這些軟體更新都有可能導致 HVDC 系統運轉不正確或跳脫。 為了最大限度地降低這種風險，必須在安裝到實際系統之前對軟體更新進行測試。 如果有相關設備之軟體品，則可以最輕鬆地在 HIL 設置中的控制及保護軟體品進行測試。 如果沒有相關設備之軟體品可用或相關設備不是軟體品的一部分，則應將更新安裝在真實系統上，一次一個控制及保護通道，並且在 HVDC 負載較輕時執行，這樣就不會發生跳脫對交流系統造成很大的干擾。

四. 不同階段的建立模型要求-有及沒有 HIL

如本報告所述，從初步可行性階段到商業運轉，需要進行一系列研究/評估。 這些研究需要最精確地表示既有設備以及正在研究的設備。 圖 4-1 顯示了建立模型要求的高階說明。 每個研究階段的建立模型要求如下。

4.1.1 可行性及規範階段 (Feasibility and Specification Phase)

在此階段，尚未選擇所規劃計畫的製造廠家，因此無法獲得規劃中設備的詳細型號。因此，需要使用通用模型來進行研究，但要有詳細的代表模型。可以使用與製造廠家模型相似的預期電氣迴路、及通用控制、與保護功能之細節。對於既有設備，需要使用經過驗證的軟體模型或硬體複製品。

• 如果選擇HIL 路徑，則規劃設備之通用模型（基於軟體）需要與既有系統的HIL 模型相耦合。請注意，現階段有許多研究需要使用離線模擬進行，因此，仍然需要既有計畫驗證過的軟體模型（離線）。
• 如果決定不採用HIL方法，則所有研究都需要使用規劃計畫的通用模型及既有系統驗證過的模型來完成。

4.1.2 實施階段 (Implementation Phase)

得標後，製造廠家必須使用軟體模型開始研究。這個階段被確認為設計階段。因此，既有系統經過驗證的軟體模型就足夠了。如果選擇 HIL 路徑，OEM 模型的軟體版本可以與既有的 HIL 系統相結合。此階段包含大量製造廠家研究，來決定規劃計畫(planned project)的最佳參數集。因此，從製造廠家的角度來看，離線模擬將是首選。根據這些研究的結果，開發了 控制與保護(C&P) 硬體及軟體以及複製品（如果需要）。

在稱為工廠性能測試 (FPT) 的第二階段，使用開發的 C&P 硬體及軟體進行進一步的研究。既有系統可以使用既有系統經過驗證的軟體模型（無 HIL 路徑）來代表，或者既有系統的C&P複製品可以在HIL安排中使用。對於正在考慮中的計畫，將使用實際C&P 控制室。

擁有複製品的一個優勢是，一旦實際控制與保護(C&P)硬體被運送到現場，就可以使用複製品繼續進行工廠測試。這將有助於達成更短的計畫規劃時間表。本階段測試的目的是展示性能及最佳化參數。在此階段執行的測試很重要係在加入系統期間將要執行的測試。HIL 圖徑的一個主要優點是複製品可以在加入系統期間用於性能驗證及故障之排除。這對於錯誤修復以及模型驗證（自動現場驗證）非常重要。

一旦這個階段完成，無論硬體複製品的可用性如何，都必須開發經過驗證的軟體模型。 此模型需要根據 FAT 測試結果以及一些加入系統測試進行驗證。 建議由TSO定義一組最小的驗證測試。

4.1.3 運轉階段 (Operational Phase)

在運轉階段，根據研究的特性及HIL的可用性，可以使用經過驗證的軟體模型或硬體複製品進行研究。

4.1.4 驗證軟體模型的要求 (Requirements for validated software models)

無論使用具有C&P複製品的 HIL模擬，都需要如上述在即時（例如 RTDS）及離線（例如 PSCAD）中的驗證軟體模式。這些模型應該有足夠的彈性供 TSO及其他製造廠家使用，同時確保製造廠家的知識財產權。為了評估AC及DC中心(hub)之電力、電壓及頻率處理能力，至少以下控制概念應該對所有各方都是可見的（亦即不是黑箱作業的）：

• 主控概念以及在主控制器及設備之間傳送的信號
• 與離岸電網電壓及無效電力相關的高階控制（例如 HVDC 換流器電壓/無效電力控制器及風場控制器）
• 與離岸電網有效電力及頻率相關的更高階控制（例如 HVDC 換流器並網控制概念及風場控制器）
• 直流中心(hub)換流器的多端直流電壓/有效電力控制概念
• 直流中心(hub)換流器的直流故障清除邏輯（對所用概念的清晰描述）
• 換流器及風場之保護協調（清晰的描述）
• 任何與換流器及風場相關的特殊保護方式

通常，大多數專有資訊與低階控制相關聯，因此這些智慧財產權(IP)仍然可以透過對這些組件進行黑箱處理來保護。

基於電力中心(hub)的複雜性及互操作性，計畫之高階控制概念的可見性將是一項新要求。因此，TSO 有必要明確識別這些要求並在其規範中進行定義。

圖4-1 具有及無硬體複製品模型之模型要求(資料來源：North Sea Wind Power Hub 網站)

五. 硬體在環模擬要求 (Hardware In the Loop Simulation Requirements)

硬體在環模擬對於控制及保護的工廠驗收測試是必要的。這些測試的目的有兩個：(a)確保控制及保護硬體的正確組裝、連接與功能，(b)並測試軟體的功能。

傳統上，在 FST/FAT 中，新 HVDC 系統的控制及保護控制室連接到即時電力系統模擬器。中心(hub)之風力渦輪機及其他 HVDC 互聯線在即時電力系統模擬器中的軟體中建立模型。為了達到良好的精度，這些設備的軟體模型必須盡可能地代表實際系統。這需要設備製造廠家開發詳細的即時模型。此模型必須與即時模擬器保持兼容性。每次對實際設備進行修改時，還應更新每個模型。詳細的模型需要來自即時模擬器的大量資源。

或者，可以為每個 HVDC計畫購買控制及保護複製品。所有複製品都連接到同一個電力系統模擬器，其中交流及直流電網的其餘部分在軟體中建立模型。此設置還可用於執行前幾章節中所討論的許多研究。

5.1 HIL 研究的優缺點 (Advantages and disadvantages of HIL studies)

如前所述，幾乎所有降低風險所需的研究都可以用離線完成。然而，為了達成降低風險的目標，離線模擬中使用的模型必須針對實際硬體進行驗證。每次實際系統硬體或軟體發生變化時，都必須更新模型。還應更新它們，以確保它們與最新版本的模擬平台（例如 PSCAD）的兼容。應該有明確的指導指南，以確保不同製造廠家所開發的模型兼容並且可以一起使用。

在 HIL 設置中進行研究的主要缺點是成本。必須為每條HVDC互聯線採購與維護控制及保護系統的複製品。必須購買大型即時模擬器及其他設施，並且必須僱用訓練有素的工作人員。下一節將提供有關要求的更多詳細訊息，現在需要注意的是，即時模擬實驗室的資本支出及運轉成本非常重要。還應該注意的是，控制及保護硬體通常需要每15到20年更換一次。每次更換 C&P 控制室時，複製品也需要更新。這是在成本評估中應考慮的額外成本。

在 HIL 設置中執行研究的主要優點是由於控制與保護(C&P)的詳細代表而提高了精確性。複製品中的控制保護軟硬體與真實系統完全相同，模擬結果最接近實際。確實，一些製造廠家使用與實際控制系統中使用的相同軟體(例如 C法規）創建離線模型。然而，即使在這些情況下，也存在控制及保護系統的某些部分，例如通訊延遲、類比與數位之轉換、所安裝之比流器的飽和與限制、抗混疊濾波器及其他通常不包含在離線模型的細節中。

HIL設置在測試軟體更新及修補方面具有明顯的優勢，如第 3.3.2 節所述。但需要注意的是，複製品並不包括真實控制及保護系統中的所有設備。因此，為此目的使用HIL設置，僅限於複製品中包含的設備。在沒有複製品的情況下，必須在真實系統上測試軟體更新及修補。考慮到中心(hub)中HVDC聯絡線的緊密互連，在進行此類測試時存在著多次故障的風險。為各種設備發布更新及修補的數量很多，需要經常安裝。因此，在安裝過程中，出現問題的風險是相當大的。

即使HIL測試設施可用，有時也需要將軟體模型用於連接到中心(hub)的其他 HVDC 聯絡線。當連接到中心(hub)的兩個 HVDC計劃之間的相距時間很短時，可能會發生這種情況。在研究或測試一個 HVDC時，另一個 HVDC 的控制室可能仍無法用於HIL。

5.2 HIL 實驗室要求 (HIL lab requirements)

即時模擬實驗室的骨幹是即時模擬器。硬體成本相當高，製作電力系統模型需要付出巨大的努力。因此，在實驗室建立後從一種類型的即時模擬器切換到另一種類型的即時模擬器之成本很高。業主必須在選擇即時模擬器供應商時做出略略性決策。

不斷需要為各種設備開發新模型或改進現有模型。實驗室應該有足夠的專業知識及/或與其他知識中心的密切關係來允許這種發展。

隨著複製品及模擬設施數量的增加，場地應該要可以擴充。當來自不同製造廠家的複製品都連接到同一個模擬器時，應該有規定，它們會彼此安全地分開。設備的實體與資通網路安全至關重要，但是應該有設備供複製品所有者遠距連接及運轉模擬。

儘管事實上許多 TSO 及電力公司已經成功整合及運轉點對點HVDC聯絡線，而無需複製及即時數位模擬設施，但我們這裡面臨的情況是不同的，無論是AC中心(hub)還是DC中心。兩者都需要仔細考慮它們的複雜性。例如，如果我們考慮運轉中的既有多端HVDC系統，它們之中沒有一個具有相同大小且沒有使用直流斷路器。因此，在這種情況下考慮HIL係很重要。

5.3 建議(Recommendation)

北海風力發電中心由多個HVDC系統、許多風場及可能的氫氣生產設施所組成。 HVDC互聯線採用雙極配置及具有非常高直流電壓的海底電纜。直流連接及交流連接中心(hub)概念都需要複雜先進的控制及保護方法，其中許多是首次使用。高壓直流輸電線路、風場及其他設備相互緊密聯繫，因此它們的性能相互影響。中心(hub)的每個元素的故障都可能影響其他元素，在最壞的情況下，可能會導致電網大量能源供應的跳脫。 考慮到複雜程度、大型換流器的緊密交互以及中心(hub)損失的影響，以盡可能準確的方式研究該系統是合理的。特別是，在研究每個高壓直流系統時，應盡可能詳細地代表其他高壓直流互聯線。出於這個原因，我們認為必須建立一個如上所述用於即時模擬的 HIL實驗室。

六.結論 (Conclusions)

本報告確定了與NSWPH之控制與保護相關的一些風險，並提出了將風險降至最低的研究。 對於每項研究，都確定了應由那一方執行研究、在計畫那個階段的執行研究、以及是否應離線執行、或在HIL設置中執行。表1及表2呈現了這些發現的摘要如下：

表1 控制之風險與研究(資料來源：North Sea Wind Power Hub 網站)

表2 保護之風險與研究(資料來源：North Sea Wind Power Hub 網站)

參考資料：

North Sea Wind Power Hub concept-Simulation requirements for derisking of the NSWPH concept

https://northseawindpowerhub.eu/knowledge/simulation-requirements-derisking-of-the-nswph-concept

簡介NERC2022 可靠度狀況報告-2021年系統可靠度性能評估

內容：

I.前言

II.SOR報告本文

i. 序言(Preface)

ii. 關於本報告(About This Report)

ii.1 發展過程

ii.2 主要資料來源

ii.3 考量：

iii. 執行摘要(Executive Summary)

iii.1 主要發現與正在進行的措施(Key Findings and Actions in Progress)

iii.1.1A 主要發現1(Key Finding 1)

iii.1.1B 正在進行的措施(Actions in Progress)

iii.1.2A 主要發現2(Key Finding 2)

iii.1.2B 正在進行的措施(Actions in Progress)

iii.1.3A 主要發現3(Key Finding 3)

iii.1.3B 正在進行的措施(Actions in Progress)

iii.1.4A 主要發現4(Key Finding 4)

iii.1.4B 正在進行的措施(Actions in Progress)

iii.1.5A 主要發現5(Key Finding 5)

iii.1.5B 正在進行的措施(Actions in Progress)

iii.1.6A 主要發現6(Key Finding )

iii.1.6B 正在進行的措施(Actions in Progress)

第一章：北美幹線系統-關鍵數字(Chapter 1: The North American BPS—By the Numbers)

1.1 2021 年重要事件(2021 Key Occurrences)

1.1.1  2021 年極端天氣事件(2021 Extreme Weather Events)

1.1.1.1 二月寒冷天氣事件(February Cold Weather Event)

1.1.1.2 西北熱罩現象(Northwest Heat Dome)

1.1.1.3 德州及加州太陽能發電跳脫事件(Texas and California Loss of Solar Events)

1.1.1.4 美國西部及加拿大的野火(Wester n U.S. and Canadian Wildfires)

1.1.1.5 艾達颶風 (Hurricane Ida)

1.1.1.6雷雨及龍捲風(Thunderstorms and Tornadoes)

第二章：嚴重風險、衝擊、及韌度(Chapter 2: Severe Risks, Impact, and Resilience)

2.1 嚴重度風險指數(Severity Risk Index)

2.1.1 嚴重度風險指數績效趨勢(SRI Performance Trends)

2.2 極端事件日之幹線電力系統影響(Bulk Electric System Impact of Extreme Event Days)

2.2.1 極端事件日(Extreme Event Days)

2.2.1.1 輸電衝擊：北美(Transmission Impacted: North America)

2.2.1.2 傳統發電影響：北美(Conventional Generation Impacted: North America)

2.2.1.3 極端天氣日停電(故障)的首要原因(Top Causes of Outages on Extreme Days)

2.3幹線電力系統防範極端天氣之韌度(Bulk Electric System Resilience against Extreme Weather)

2.3.1天氣相關之輸電停電事故(Weather-Related Transmission Outage Events)

2.3.1.1輸電可用率資料系統(TADS)停電事故分組及2021年大型天氣事故

2.3.1.2停電、復電及性能曲線(Outage, Restore, and Performance Curves)

2.3.2颶風艾達大型輸電及發電事故的韌度分析

2.3.2.1颶風艾達的輸電曲線及統計資料

2.3.2.2颶風艾達的發電系統曲線及統計數據

2.3.2.3輸電與發電之間的差異

第三章 電網兌變(Chapter 3: Grid Transformation)

3.1資源裕度(Resource Adequacy)

3.1.1 規劃備用容量（Planning Reserve Margin）

3.1.2  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

3.1.3 過去10年尖峰資源配比之變化(Changes in the Peak Resource Mix over the Past 10 Years)

3.1.4 資源配比演變之風險管理(Managing Risks as the Resource Mix Evolves)

3.1.5 確保充足之彈性資源(Ensuring Sufficient Flexible Resources)

3.1.6 每小時發電資料查驗之資源配比(Resource Mix Examined in Hourly Generation Data)

3.1.7 電力可靠度組織(ERO)企業內進行之措施(Actions in Progress within the ERO Enterprise)

3.2 電能緊急警報(Energy Emergency Alerts)

3.2.1  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

第四章 電網性能(績效)(Grid Performance)

4.1系統保護及擾動性能(System Protection and Disturbance Performance)

4.1.1 2021 年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

4.2擾動控制標準指標(Disturbance Control Standard Metric)

4.2.1  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

4.3 互聯可靠度運轉限制超限(Interconnection Reliability Operating Limit Exceedances)

4.3.1  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

4.4 發電績效及可用率(Generation Performance and Availability)

4.4.1 傳統發電機加權等效故障率(Conventional Generation WEFOR)

4.4.1.1 2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

4.4.2風力發電加權資源等效故障率(Wind Generation Weighted Resource Equivalent Forced Outage Rate)

4.5 輸電性能(績效)及不可用率(Transmission Performance and Unavailability)

4.5.1導致負載跳脫之輸電相關事件(Transmission-Related Events Resulting in Loss of Load)

4.5.1.1 2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

4.5.2 TADS可靠度指標(TADS Reliability Indicators)

4.5.2.1輸電故障嚴重度(Transmission Outage Severity)

4.5.2.2交流輸電自動跳脫事故(Automatic AC Transmission Outages)

4.5.2.3交流變壓器自動跳脫事故(Automatic AC Transformer Outages)

4.5.2.4輸電元件不可用率(Transmission Element Unavailability)

4.6 關鍵基礎設施相互依賴(Critical Infrastructure Interdependencies)

4.7 情境意識之喪失(Loss of Situational Awareness)

4.7.1 喪失EMS之影響(Impacts from the Loss of EMS)

4.7.1.1 EMS喪失之最大貢獻者(Largest Contributor to Loss of EMS)

4.7.1.2 評估(Assessment)

4.8 保護及控制系統日益複雜(Increasing Complexity of Protection and Control Systems)

4.8.1 保護及控制系統(Protection and Control Systems)

4.8.2誤動作的主要肇因(Leading Causes of Misoperations)

4.9保護系統失靈導致輸電跳脫事故(Protection System Failures Leading to Transmission Outages)

4.9.1與誤動作相關的事件 (Event-Related Misoperations)

4.9.1.1進行中的措施(Actions in Progress)

4.10人員績效(Human Performance)

4.10.1與人員績效有關的輸電停電事故(Transmission Outages Related to Human Performance)

4.10.2.1 涉及人員/組織績效肇因事件之趨勢(Trends of Events Involving Human/Organization

Performance as a Root Cause)

4.10.3人為疏失及保護系統誤動作(Human Error and Protection System Misoperations)

4.10.3.1進行中之緩解措施(Actions and Mitigations in Progress)

4.11 資通網絡及實體安全(Cyber and Physical Security)

4.11.1 網絡安全威脅(Cyber Security Threats)

4.11.1.1 供應鏈(Supply Chain)

4.11.1.2 地緣政治威脅(Geopolitical Threats)

4.11.1.3 勒索病毒軟體(Ransomware)

4.11.2 實體安全威脅(Physical Security Threats)

4.11.2.1國內極端分子(domestic extremist)

4.11.2.2 無人機(Drones)

4.11.2.3 新冠病毒(COVID-19)

第五章可靠度性能(績效)目標之裕度水準(Chapter 5: Adequate Level of Reliability

Performance Objectives.)

附錄 A：互聯系統級別之補充分析(Supplemental Analysis at Interconnection Level)

A.1互聯系統別之嚴重度風險指數(Severity Risk Index by Interconnection)

A.1.1東部-魁北克互聯系統(EI-QI)

A.1.2西部互聯系統(Western Interconnection)

A.2互聯系統別之極端日分析(Extreme Day Analysis by Interconnection)

附錄B: 輸電系統韌度與統計(Appendix B: Transmission System Resilience and Statistics)

B.1 從停電、復電、及績效曲線計算韌度統計

B.1.1  吸收或承受及適應或防範(Absorb or Withstand and Adapt or Protect Against)

B.1.2復電或減少持續時間

B.2 2016-2021 年極端天氣類型的輸電系統韌度統計

B.2.1極端天氣類型

B.2.2韌度統計資料之變化：2017-2021年事故與2016-2020年事故

B2.3結論：

附錄C:貢獻者(Appendix C: Contributions)

.參考資料：

.

.

I.前言

北美電力可靠度公司(NERC: North American Electric Reliability Corporation)根據美國2005能源政策法(Energy Policy Act of 2005)第215節法定要求，每年除了公布十年長程可靠度評估報告、每年夏季及冬季評估報告及特殊評估報告外，每年年中出版「可靠度狀況報告(SOR: State of Reliability Report)」，評估檢討過去一年的系統可靠度。今(2022)年7月20日也公布了「2022 可靠度狀況報告(2022 State of Reliability Report)-2021年度可靠度性能之評估」。

本SOR章節內容，有涉及到NERC在去(2021)年才開始新增之因應近年來越來越多異常氣候所造成大型發輸電系統事故的系統「韌度(Resilience)、或翻譯為韌性、復原力」分析計算統計及指標議題。

台電系統近年來也遭受氣候變遷所造成的枯旱與高溫，或者颱風、地震等侵襲，以及人為疏失的大停電。這些都屬於NERC原來的系統可靠度(Reliability )、安全度( Security)之外，新增加系統「韌度(Resilience)」的範疇。國內已有學者在倡導制定台電「韌度(Resilience)」指標。作者特別翻譯與韌度相關及其他的章節，與電業同好分享參考。

II. SOR報告本文

i.序言

電力是現代社會結構的一個關鍵組成部分，電力可靠度組織 (ERO: Electric Reliability Organization)企業致力於加強此結構。 由北美電力可靠度公司 (NERC: North American Electric Reliability Corporation) 及六個區域可靠度機構(RE:Regional Entity)所組成的電力可靠度組織企業 (ERO Enterprise)之願景，係一個高度可靠與安全的北美幹線電力系統 (BPS: Bulk Power System)。 我們(NERC)的使命是確保有效及有效率降低電網可靠度與安全度之風險。

【可靠度(Reliability )、韌度(Resilience)、安全度( Security)】

【因為北美有將近4億公民指望著我們(NERC)】

北美幹線電力系統(BPS)由下圖與表格所顯示的六個區域可靠度機構(RE)範圍所組成。多重彩色區域表示RE重疊，因為一些負載服務商(LSE: load-serving entities)參與一個區域可靠度機構，而相關的輸電業主/輸電調度中心(TSO)參與另一個區域可靠度機構。

圖AR.0 北美電力可靠度公司(NERC)之6大區域可靠度機構轄區範圍(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

ii. 關於本報告

 本(2022)年度報告的目的係提供政策制定者、電業領導者及管制機關，有關影響北美幹線電力系統(BPS: Bulk Power System)可靠度(Reliability)及韌度(Resilience)議題之客觀及簡潔的資訊。具體而言，本報告執行以下工作：

• 識別電力系統各方面性能趨勢及新出現之可靠度風險
• 互聯電力系統之相關健康情況通報
• 量測所部署的緩解措施是否成功

北美電力可靠度公司(NERC)作為北美的電力可靠度組織(ERO)，致力於確保有效及有效率降低北美BPS之可靠度風險(reliability risks)及安全度風險(security risks)。年度與季節性風險評估(Annual and seasonal risk assessments)著眼於未來系統，而緊急風險特別報告(special reports on emergent risks)則著重於識別及減緩潛在風險。此外，對過去BPS性能之分析則作為記錄BPS裕度(adequacy)及識別系統正面或負面性能的趨勢;年度可靠度狀況報告(annual State of Reliability report)是對過去系統性能的一項分析，用來告知電業管制機關、政策制定者及電業領導者，同時為那些對基礎資料及詳細分析感興趣者提供強力的技術支援。

ii.1 發展過程

ERO工作人員在性能分析小組委員會(PAS:Performance Analysis Subcommittee)支援下制定了此一獨立評估報告。這份2022年可靠度狀況(2022 State of Reliability)報告側重於上一個完整年度期間的幹線電力系統（BES: Bulk Electrical System）性能而透過一組事先訂定的可靠度指標，及由ERO人員與技術委員會(technical committee)參與者所進行更詳細分析來量測而得結果。本報告已得到可靠度與安全技術委員會（RSTC: Reliability and Security Technical Committee）的認可，並得到NERC董事會的接納。

ii.2 主要資料來源

資料來源除了各種資訊分享機制-包括（但不限於）NERC RSTC及電力資訊分享與分析中心（E-ISAC: Electricity Information Sharing and Analysis Center）-之外，還有ERO (NERC)管理與維護的資訊系統，詳如下圖所示：

圖AR.1 NERC(ERO)維護及管理之資訊系統(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

ii.3 考量：

• 除非另有說明，否則本報告中的資料代表 2021年1月至12月運轉年度的性能績效。
• 本報告中的分析，係根據本報告發佈時可用的2017-2021年資料，提供依據來評估2021年相對於過去五年的績效。發佈報告後所發生的任何資料更新都將反映在後續報告中。
• 本報告 是對全電業趨勢的研究，而不是對個別實體績效的檢討。因此，本報告中提供的資訊總是在互連層級或區域實體層級之匯總，以保持個別通報組織的匿名性。
• 關於各種途徑、方法、統計試驗及程序的背景資料，可根據要求提供。
• 當呈現以互連系統分析時，魁北克互連系統（QI: Québec Interconnection）與東部互連系統（EI: Eastern Interconnection）係綜合在一起，以確保機密性，除非顯示QI的特定分析。

iii. 執行摘要(Executive Summary)

這份 2022年可靠度狀態(State of Reliability)報告是NERC對2021年期間北美幹線電力系統(BES)可靠度的檢討。它準備告知管制主管機關、政策制定者及電業領導者相關主要可靠度風險及績效趨勢、以及為解決這些問題而採取的措施、與過去行動之有效性。

2021年，北美幹線電力系統(BES)可靠度面臨著前所未有的挑戰。儘管面臨這些挑戰，電力調度中心仍能夠維持電力系統可靠度，但有一個明顯的例外：2021年2月的極端及持續的寒冷天氣，特別是在德州及美國中南部地區，導致受影響地區的電力調度中心下令實施美國歷史上最大的限電措施。 此限電量排名也是僅次於2003年8月美加東北部及1996年8月美國西部互連系統(WI)大停電事故之負載MW停電量第三的大停電事故。 雖然這些緊急應變措施對於防止系統崩潰造成更長時間的停電是必要的，但嚴重的負載限制及與天氣有關的非計畫性停電給數百萬用電戶帶來了巨大的困難。德州的停電與寒冷天氣導致至少210人死亡。 2021年11月，聯邦能源管制委員會（FERC）、NERC及受影響區域可靠度機構公佈了一份大停電事故徹底分析報告。該報告分析證實，業界沒有充分落實2011年首次發現的類似事件的自願建議。 基於這些相關調查結果，這份「2022年可靠度狀況報告」考慮了FERC、NERC及區域可靠度機構報告的28項建議，其中包括幾項強制性寒冷天氣準備的可靠度標準。

2021年3月，NERC董事會採取行動，加速完成2019-06年寒冷天氣專案計畫下之EOP-011-2，IRO-010-2及TOP-003-5可靠度標準的修訂。NERC董事會於6月通過了這三項標準修訂;FERC隨後於8月批准了所有這三項標準，並於2023年4月1日生效。EOP-011-2 標準包括發電機業主與發電運轉公司的新寒冷天氣準備規劃要求。IRO-010-2及 TOP-003-5標準為可靠度協調中心(RC)、平衡機構（BA）、發電機業主、發電運轉公司、輸電運轉公司、輸電業主及配電公司建立了新的寒冷天氣發電機組運轉限制資料規範以及收集與通報要求。

除了上述制定寒冷天氣冬季化標準外，NERC(ERO)還加大了緩解措施，包括在長期可靠度評估中針對極端氣候情境燃料保證指南之實施，以及制定能源資源裕度的其他標準。除其他事項外，2021年2月的寒冷天氣事件及其他過去相關的惡劣天氣事件，證實電力與天然氣行業之間的相互依賴性是主要新可靠度風險，必須明確加以管理的。

在2021整個年度，北美電業繼續遭受不同程度的複雜度及嚴重度之資通網路與實體攻擊。儘管BES的可靠度得以維持，但國家的敵人及有組織的資通網路犯罪分子已經證明他們有能力及意願來破壞關鍵基礎設施。值得注意的是，資通網路攻擊通常針對數位供應鏈。此外，可疑資通網路攻擊事件的報告（包括漏洞暴露、網路釣魚、惡意軟體、服務停止及其他與資通網路相關的報告）也大幅增加。雖然2021年實體安全事件總數略有增加，但最嚴重的事件類型有所下降。

展望未來，電業必須繼續將資通網路與實體安全考慮及傳統的電力系統規劃、運轉、設計及復電實務相整合。E-ISAC正在以雙管齊下的辦法為這些努力作出貢獻：對特定事件作出積極反應與進行專門的趨勢分析，來適應成員與夥伴組織的運轉及資訊技術環境。

與往年一樣，2021年發生了幾起廣泛的太陽能（PV）出力喪失事件：兩起在德州及加州四起。 雖然可靠度得以維持，但這些事件繼續發生的事實，突顯擴大及加速NERC(ERO)與電業為解決這些問題而做出的努力的重要性與緊迫性。電業必須可靠地整合快速增長的以換流器為基礎電源（IBR: inverter-based resources），包括太陽能及儲能。

為了解決IBR的系統性問題，NERC繼續敦促業界採用NERC指南中規定的建議做法，即使NERC開始根據這些指南制定強制性可靠度標準（參見 主要調查結果及正在進行的措施章節）。建議的做法包括重新關注互聯系統規定之建立與改進、改進互連系統與可靠度研究以減緩系統模型錯誤，以及開發全面的變流器穿越標準(inverter ride-through standard)。

廣域與長期極端天氣事件的影響，如2021年2月的美國中南部寒冷天氣事件及2020年8月的美國西部廣域高溫事件，凸顯了在電源裕度 (resource adequacy)及能源充足規劃中考慮極端情境的必要性。隨著電源配比(resource mix)的演變，許多地區的彈性發電的水準（亦即燃料保證、天候化及可調度電源）正在下降，增加了能源短缺的風險。尖峰負載期間不再是唯一明確風險期間;相反，當依賴天氣的發電受到異常大氣條件影響時或極端條件中斷燃料供應時，都可能會出現風險。因此，ERO分析及追蹤這些事件影響的方法正在不斷演變。儘管2021年的備用容量(margins)都被評估為足以滿足傳統可靠度標準，但用於2021年季節性可靠度評估的NERC分析考慮了更極端的條件，並警告20個評估區域中有8個地區存在潛在的季節性電力不足，佔構成北美BPS地理面積的將近一半。

此外，過去一年的事件導致NERC開始重新評估如何最佳量測電業整體可靠度績效目標，反映在「可靠度之足夠水準（ALR: Adequate Level of Reliability）」定義中。早在2015年，NERC績效分析小組委員會(Performance Analysis Subcommittee)就強調需要有指標來評估BPS對不斷變化的發電組合的韌度(resilience)，而電業的努力已經推進了這一工作。本報告介紹了評估復電的方法，作為開發正式韌度指標(formal resilience metrics)的第一步。

2021年，由於變電所設備故障及人員績效所引起之輸電及變壓器自動停電量與年對年(year-over-year)及過去五年平均值都有所改善。輸電故障嚴重度（TOS: Transmission outage severity）、導致停電的輸電事故以及 NERC轄區的規劃備用容量(planning reserve margin)也獲得改善。所有互連系統的頻率反應維持穩定或改善，以及在魁北克互聯系統(QI)及西部互聯系統(WI)中第3級能源緊急警報（EEA）的數量也有所改善。

由於2021年2月的寒冷天氣事故，德州互連系統（TI）及東部互聯系統(EI)的第3級能源緊急警報(EEA)指標現在正在受到監視。其他被監測的可靠度指標是由於交流電路故障及保護系統失靈而導致的自動輸電及變壓器之停電、發電加權等效故障率（WEFOR: weighted-equivalent forced outage rate）、及擾動控制標準。

iii.1主要發現與正在進行的措施

NERC根據在為本次2021年北美幹線系統(BES)可靠度性能之評估所收集的資料與資訊，確認了六項主要發現，並正在採取措施解決這些問題。極端氣候對幹線電力系統(BES)的衝擊，係一潛在四項主要發現的一致主題。

iii.1.1A 主要發現1(Key Finding 1)

2月份的寒冷天氣事件顯示，受影響地區很大一部分發電機組群無法在極端寒冷的天氣期間供應電力。

在2月份，幹線電力系統(BES)電力調度中心面臨非計劃性及失控的發電機停機，需要依靠大量必要的緊急措施來避免系統不穩定、不受控制的系統分離、系統連鎖事故、或系統電壓崩潰。

由於2月份的寒冷天氣事件之故，造成電力調度中心啟動負載限制，透過電能緊急警報(EEA)應變流程通報的限電量是自NERC開始通報這一指標以來的最高量，幾乎是高於上一年度的一百倍（2021年為10.15 億度 vs. 2020年的0.13億度）。有關此主題的更多資訊，請參閱第 3 章的能源緊急警報(EEA: Energy Emergency Alerts)章節。

iii.1.1B 正在進行的措施(Actions in Progress)

NERC正在迅速實施「FERC、NERC及區域可靠度機構人員報告：2021年2月德州及美國中南部寒冷天氣事故」之建議。 一旦實施，這些校正措施將提供BES規劃部門及電力調度部門提供額外的工具，以避免極端寒冷天氣事件所引起的BES可靠度威脅之再次發生，並解決長期規劃及運用計畫/運轉期程之能源可用率標準(energy availability standards)制定問題。

iii.1.2A 主要發現2(Key Finding 2)

電力及天然氣的相互依存關係不再是新出現的風險，而是需要立即加以關注，包括實施緩解措施。

在過去幾年中，電力及天然氣行業的相互依賴性已被確定為幹線電力系統(BES)可靠度之新風險。現在很明顯，這些風險不再是新出現的風險;它們正在成為現實並有望增加。燃氣機組現在是不斷增長的變動性再生能源電源之可靠整合的必要平衡電源，並可預期在新儲能技術得到充分發展及大規模部署以提供平衡電源之前，繼續維持其地位不變。

同時，通常需要可靠的電力供應來確保提供這些平衡電源天然氣燃料不中斷，特別是在再生能源發電資源佔比(滲透率)最高的地區。有關詳細資訊，請參閱「第3章的規劃備用容量(Planning Reserve Margin)」及「第 4 章的關鍵基礎設施相互依賴關係(Critical Infrastructure Interdependencies)」。

iii.1.2B 正在進行的措施(Actions in Progress)

NERC的前瞻性可靠度評估計劃繼續強調對燃氣發電日益依賴的風險。NERC積極鼓勵註冊個體成員依據NERC的「2020年3月可靠度指南(reliability guideline)-幹線電力系統燃料保證與燃料相關之風險分析 (Fuel Assurance and Fuel-Related Reliability Risks Analysis for the Bulk Power System)」中規定，以類似合理及極端天然氣中斷的模型進行研究，

此外，NERC及業界正在優先處理目前正在起草的兩項標準授權請求，要求註冊個體成員進行規劃及運轉方面研究，以確保能源電源充足。

iii.1.3A 主要發現3(Key Finding 3)

隨著氣候變遷增加極端天氣事件的強度與頻度， 惡劣天氣再次挑戰幹線電力系統(BES)將電網韌度【Grid Resilience）(承受極端事件並從中恢復的能力）】列為重點。

NERC開始分析2020年惡劣天氣引起的最大輸電事故，並引入了新的量化方法(quantitative measures)來評估這些事故的嚴重度，以及隨後的復電過程。在第2章中的韌度(Resilience)及復電(restoration)分析，提供了在極端天氣事故期間及之後幹線電力系統(BES)性能績效的更多見解。NERC繼續檢驗與天氣相關的大型輸電事故的停電與復電過程，來發展韌度統計資料，以量測及追蹤幹線電力系統(BES)從極端天氣事故的衝擊中之承受、適應、防範、及恢復之能力。

iii.1.3B 正在進行的措施(Actions in Progress)

NERC正在利用檢驗發電及負載之跳脫，以及改善設備故障與天氣之間的關聯，來擴展並進一步細化韌度與復電分析。由此分析結果可以協助定位某些風險區域、及對受各種天氣事件影響的系統性能之基準測試，並作為電業投資及緩解的關鍵資料。

iii.1.4A 主要發現4(Key Finding 4)

地緣政治事件、新的弱點、新的且不斷變化的技術、以及日益大膽的資通網路犯罪與駭客活動分子，對幹線電力系統(BES)的可靠度提出了嚴峻的挑戰。

北美電業經在數位供應鏈遭受一系列攻擊。此外，可疑資通網路事件（包括弱點、網路釣魚、惡意軟體、停止服務及其他與資通網路相關的通報）的通報也大幅增加。在一個網際網路啟用中的環境中，可靠度之弱點與風險是嚴重且不可避免的。第4章的 「資通及實體安全(Cyber and Physical Security) 」章節提供了有關此主題的更多資訊。

iii.1.4B 正在進行的措施(Actions in Progress)

業界正在發展以安全通知機構實務，利用安全架構與活動來保護運轉及組織上環境，以減輕並做好準備威脅可靠度的安全風險。NERC與技術委員會正在起草供應鏈要求與指南，以減少弱點並更完善保護電業系統及基礎設施。

iii.1.5A 主要發現5(Key Finding 5)

大型評估區域已經變得依賴再生資源來滿足系統尖峰負載，但2021年德州及加州的多次太陽能停電事件，證實未解決的變流器問題(inverter issues)增加了可靠度風險。

德州及加州電力調度中心(CAISO)轄區的多次太陽能停電事故，就如敖德薩擾動報告(Odessa Disturbance Report)及2021年CAISO太陽能擾動報告(2021 CAISO Solar PV Disturbance Report)中詳述的那樣，凸顯與互連系統容量不足的以換流器為基礎電源(IBR)相關的BES可靠度風險持續存在。在此同時，來自幾個地區的評估資料顯示，沒有再生能源發電就無法滿足尖峰負載需求。未能解決太陽能留下的換流器問題，增加了可靠度風險。有關此主題的更多資訊，請參見第 3 章的「電源裕度(Resource Adequacy)」章節。

iii.1.5B 正在進行的措施(Actions in Progress)

NERC與業界正在實施敖德薩擾動報告(Odessa Disturbance Report)及2021年CAISO太陽能擾動報告(2021 CAISO Solar PV Disturbance Report)中所提出具有高度優先順序及重點策略的建議。高優先順序項目包括將電磁暫態模型納入NERC可靠度標準，並制定專門針對發電機保護及控制的全面穿越要求(comprehensive ride-through)。

iii.1.6A 主要發現6(Key Finding 65)

急需額外資料類型，讓可靠度性能目標的裕度級別之更完整分析，。

五項可靠度之裕度級別 (ALR: Adequate Level of Reliability )性能目標中的兩項沒有適當的性能量測，因為沒有收集支持它們的資料。需要以換流器為基礎電源(IBR)之性能、電壓績效、能源裕度、及停電與復電之量測資料，來改進幹線電力系統(BES)可靠度性能之趨勢與分析。雖然BES的復電與韌度分析已經開始，但在這些事故期間電源與負載復電之量化及趨勢化效率，需要依賴額外資料的新分析。第5章提供了有關此主題的詳細資訊。

iii.1.6B 正在進行的措施(Actions in Progress)

NERC正在確定適當的方法來量測已識別差距的ALR績效目標。

第一章：北美幹線電力系統-重要數字(The North American BPS—By the Numbers)

圖1.1楬櫫了有關北美幹線電力系統(BPS)之一些主要數字及事實。 在接續下一頁概述了NERC如何定義BPS可靠度(reliability)。

圖 1.1：2021年幹線電力系統(BPS)明細、績效統計及主要功能組織

1.1 2021 年重要事件(2021 Key Occurrences)

極端天氣、太陽能IBR反復出現的系統性問題，以及資通網絡安全威脅導致了一系列事件，這些事件對BES可靠度產生了不利影響，以及造成在2021年限電量逐年急劇增加。例如，2021年2月，由於寒冷天氣準備工作不足及天然氣供應中斷導致的資源無法使用，造成德州及美國中南部發生歷史性的可靠負載限制。 2021年的極端天氣事件還包括6月的西北部「熱罩現象(heat dome)」、艾達颶風，以及在12月初龍捲風致命性的路徑橫掃八個中南部及中西部州，造成毀滅性後果。

2021年，太陽能IBR無法穿越輸電系統的瞬時故障事件之系統性問題再次出現，導致來自較小的個別太陽能發電設施數百MW的電力供應同時跳脫。 透過所有這些，BES規劃者及營運者繼續管理著來自Covid-19疫情、資通網絡安全威脅及供應鏈問題的風險。

1.1.1  2021 年極端天氣事件(2021 Extreme Weather Events)

正如NERC對氣候變遷、極端天氣、及第15次電力系統可靠度技術會議的評論，以及「 FERC、NERC 及區域可靠度機構參謀報告：2021年2月德州及美國中南部的寒冷天氣停電(FERC, NERC and Regional Entity Staff Report: The February 2021 Cold Weather Outages in Texas and the South Central United States)」所強調的，16起極端事件已經有更大的衝擊在幹線電力系統(BPS)可靠度上，而這些衝擊主要歸因於極端天氣對快速轉型電網之影響。 NERC最近的規劃評估警告說，冬季及夏季的惡劣天氣可能會導致大量電源跳脫，並且電網調度中心(grid operators)可能需要採取調度運轉緩解或電能緊急警報(EEA) 措施來滿足電能需求。在那只能被說成為非比尋常， 2021年見證了這些風險中之一一的體現。 本小節涵蓋二月寒冷天氣事件、西北熱罩現象、德州及加州的太陽能跳脫事件、美國西部及加拿大的野火、颶風艾達以及暴風雨及龍捲風等事件。

1.1.1.1 二月寒冷天氣事件(February Cold Weather Event)

如圖1.2所示，2021年2月冬季天氣事件是過去10年中第四次危及幹線電力系統(BES)可靠度之寒冷天氣相關事件。

圖1-2  2021年2月橫跨北美之平均氣溫

在2月8日至20日期間，極端低溫及凍雨(freezing precipitation)導致德州及美國中南部的1,045部幹線電力系統(BES)發電機組銘牌容量總計19,281.8萬瓩發生了4,124次停電、降載、或啟動失敗事件。 非計畫性機組停電在2021年2月冬季天氣事件期間不斷升級，累計達到上一次最大寒冷天氣事件期間之2011年的四倍多（6,562.2萬瓩對1,470.2萬瓩）。

在2月15日中部時間上午7:00至2月17日中部時間下午1:00之間，僅德州電力調度中心(ERCOT)轄區平均無法運轉發電容量就高達 3,400 萬瓩，幾乎是 ERCOT史上冬季尖峰負載 6,987.1萬瓩的一半。 由於最寒冷的天氣在2月14日那一星期出現，電力需求增加，ERCOT、西南電力池 (SPP) 及中陸電力調度中心(MISO)等轄區同時面臨緊急情況。為了因應這些緊急情況並避免更具破壞性的連鎖大停電及系統全黑，德州電力調度中心(ERCOT)發佈可靠負載限電命令，在系統最惡劣情況時限電量總計高達2,000萬瓩。 在 東部互聯系統(EI)、SPP 及 MISO轄區系統中電力調度中心在2月15日及16日可靠負載總共限電量也達341.8 萬瓩。總計手動2,341.8萬瓩限電量是美國史上最大的受控固定負載限電事件。

在德州，氣溫連續六天低於冰點。 在此期間，德州有超過450萬人沒電可用，有些地方停電長達四天。 正如202年11月的「FERC、NERC 及區域可靠度機構參謀報告」中分析該事件所記錄的那樣，至少有210人的死亡與2021年2月的寒冷天氣停電直接或間接相關，估計僅德州的經濟損失就在800億到1,300億美元之間。

FERC、NERC 及區域可靠度機構參謀報告確認了兩個肇因的混合作用，這是過去十年觀察到的反復出現之模式的一部分，導致發電不可用率(unavailability)急劇增加並最終導致可靠負載限電：

• 大量未準備好因應寒冷天氣的發電機組跳機。
• 由於寒冷天氣導致天然氣產量大幅下降，天然氣處理量下降到很小程度，因此天然氣燃料供應難以滿足住宅電暖負載及發電機組之天然氣需求。

此外，發電機組艦隊(generation fleet)對天然氣的依賴程度越來越高，加劇了天然氣燃料供應減少時之衝擊。

此報告確認了28項建議，包括對強制性可靠度標準的修訂。 這些建議涉及發電寒冷天氣可靠度、天然氣基礎設施寒冷天氣可靠度以及與 BES冬季尖峰負載運轉的聯合準備、電網緊急運轉準備及電網季節性寒冷天氣準備。可靠度組織(ERO)公司目前正在執行其中的許多建議。

1.1.1.2 西北熱罩現象(Northwest Heat Dome)

從2021年6月下旬到7月上旬，籠罩太平洋西北部的熱浪給通常涼爽的地區帶來了前所未有的溫度-西雅圖達108°F(42°C)，波特蘭為116°F(47°C)-並奪去了 1,000多人的生命，如圖1.3所示，太平洋西北部一些人口最稠密的地區記錄到有記錄以來的最高平均氣溫。 這些前所未有的溫度導致整個地區的電力公司創造了新的歷史夏季尖峰負載記錄。 在熱罩期間，幾個變電所配電變壓器達到內部熱點水準，導致某些地區停電。 再加上布特雷格大野火(Bootleg Fire)，該事件導致可靠度協調中心(Reliability Coordinators) 因為輸電線衝擊產生了電能量受限負載口袋而發布了三次第三級電能緊急警報(EEA Level 3s)。

圖1-3  2021 年 6 月全美 6 月平均氣溫

1.1.1.3 德州及加州太陽能發電跳脫事件(Texas and California Loss of Solar Events)

在幹線電力系統(BPS)上的電網擾動繼續導致BPS連接的太陽能電源之不可靠運轉，尤其是無法「穿越(ride through)」這些擾動。 2021年5月9日及6月26日，德州互聯系統(TI)發生了太陽能電源出力的大範圍減少，這是加州以外發生的第一起此類事件。 5月9日的「敖德薩擾動(Odessa Disturbance)」是2021年9月 「NERC與德州可靠度機構(TRE)聯合參謀報告」的主題，涉及距引發事件地點最遠200英里的太陽能發電設施，以及德州敖德薩附近的發電機組升壓變壓器發生單相接地故障。 與之前的加州事件一樣，德克薩斯州5月及6月的事件主要歸因於變流器(inverter)控制、電廠控制及設施內保護的異常性能。2021年6月至8月期間，加州又發生了四起廣泛的太陽能發電跳脫事件，這主要是由以最低性能要求來互連的老舊設施造成的。 2022年4月之「NERC及西部電力協調理事會(WECC) 聯合參謀報告-2021年6月至8月間加州電力調度中心多起太陽能發電擾動(Joint NERC and WECC Staff Report – Multiple Solar PV Disturbances in CAISO Disturbances between June and August 2021)事件」提供了這四件加州擾動的詳細分析。 在這些事件中，太陽能電源的廣泛跳脫也伴隨著同步發電機的跳脫、與改善措施方式(RAS: remedial action schemes)之意外互動，以及分散式能源(DER)的一些跳脫。

德州及加州的事件繼續楬櫫確保可靠之資源配比(resource mix)的重要性，這種資源配比能夠透過提供基本可靠度服務來支持BPS，包括在偶發事件期間。 前面提到的擾動報告楬櫫了往前改進的三個顯著領域：

• 電業採用NERC指南，重點是建立及改進併聯規定來確保 IBR 的可靠運轉，並透過性能驗證確認資源正在提供滿足這些規定的基本可靠度服務，以及改進模擬(建立模型)及研究實務以減少系統模擬錯誤及電業所面臨的挑戰。
• 對NERC可靠度標準進行重大更新以解決系統性能問題，特別是在「基於變流器特定性能資源(inverter-specific performance-based resources)」之領域，建立性能驗證標準，制定全面性穿越標準，並顯著增強模擬(建立模型)及研究標準 以確保在做出可靠度決策時使用準確且經過驗證/驗證的模型。
• 發電機互聯過程及FERC發電機互聯程序及協議之現代化，以確保採取適當的步驟，以便當在快速互聯更多IBR時，考慮新互聯IBR的可靠度及 BPS 的整體可靠度。

為了解IBR的運轉績效，2022年正在進行第1600節資料要求，以收集太陽能發電設施的GADS資料並擴大到風力發電通報。

1.1.1.4 美國西部及加拿大的野火(Wester n U.S. and Canadian Wildfires)

雖然大多數野火對電力系統的影響都在配電層面，但野火也會對幹線電力系統(BPS)的可靠運轉構成風險。 這些風險是透過輸電基礎設施的損壞及透過事先預防性公共安全停電而產生的。

021年第三季度至少有一場野火對BES有重大影響：布特雷格大野火(Bootleg Fire)導致了7月6日開始的幹線電力系統(BPS)事件，當時三條500kV超高壓輸電線路在七分鐘內跳脫。 當三條線路中的第二條恢復送電時，對BPS的影響已經持續過了五個多小時。 雖然沒有可靠負載被卸載，但有一家電力公司在升級到第三級電能緊急警報(EEA-3)之前，確實使用它們的需量反應計劃將負載降低了174.8萬瓩(1,748 MW)。 另外兩次第三級電能緊急警報(EEA-3)係該電力公司系統備轉容量低於規定值時宣布的。

2021年，西部互聯系統(WI)野火的數量及規模略低於2020年的總數，但野火仍然是一個威脅。 2021年近26,000起火災燒毀了810萬英畝土地，一年比一年分別減少3%及14%。 大多數州因野火焚毀的土地面積比前一年少，但愛達荷州、蒙大拿州及新墨西哥州是例外。 加拿大艾伯塔(Alberta)省及卑詩(British Columbia)省的燒毀面積分別是前一年的15倍及57倍； 這凸顯了州級及省級統計資料從一年到下一年的極端變化，而不是趨勢。

野火與乾旱有關，並在美國西部持續存在，特別是在俄勒岡州、加州、內華達州、猶他州、新墨西哥州及蒙大拿州。 2022年3月，整個地區面臨嚴重異常乾旱條件的比例略高於2021年3 月。為了更好地了解野火與輸電停電之間的關係，WECC啟動了一項利用有關火災及輸電停電的詳細資訊基於地理資訊系統(Geographic Information System-based)的研究計畫。 雖然這次調查的結果在一段時間內不會公開，但初步結果並未顯示出任何明顯的趨勢。

1.1.1.5 艾達颶風 (Hurricane Ida)

根據美國國家海洋及大氣管理局(NOAA: National Oceanographic and Atmospheric Administration )的資料，2021年是有記錄以來命名暴風雨最活耀的第三名的一年，連續第六年高於常年大西洋颶風季及連續兩個颶風季間有記錄以來首次用盡了21個暴風雨命名的名單。

艾達颶風是2021年最具破壞性的暴風雨之一，它於2021年8月29日登陸路易斯安那州，恰逢卡崔娜颶風(Hurricane Katrina)16週年。 艾達颶風是一場致命且具有破壞性的4級颶風，成為有記錄以來襲擊路易斯安那州的第二大破壞性颶風（僅次於卡崔娜颶風）。 當艾達颶風橫掃路易斯安那州東南部時，它維持颶風強度，主要影響路易斯安那州及密西西比州的機構。 艾達颶風強風主要影響到路易斯安那州，導致210條輸電線路跳脫，在SERC轄區約有120萬用戶停電，其中包括大新奧爾良地區。 來自41個州的30,000多名工人致力於恢復整個受災地區的電力供應。 圖1.4顯示了艾達颶風的路徑，表1.1及表1.2摘要了其對BES影響。

圖1.4艾達颶風之路徑

1.1.1.6雷雨及龍捲風(Thunderstorms and Tornadoes)

2021年12月10日下午形成了一個大暴風雨系統，伴隨著持續長時間的雷雨（見圖 1.5），這些雷雨整合成一條線，從阿肯色州延伸到密蘇里州、田納西州、肯塔基州及伊利諾伊州。 八個州在此期間通報了龍捲風，包括兩長距離 EF-4 龍捲風。 與此次事件相關的最長龍捲風路徑將近166英里，橫跨肯塔基州及田納西州的一小部分。 與該雷雨系統相關的龍捲風路徑總長度超過800 英里，最高強度時的風速為190英里/小時。 在最嚴重的時候，雷雨的破壞造成停電，影響了SERC轄區超過270,000戶用戶。

2021年12月的龍捲風事件造成了廣大輸電系統的損壞，包括67條輸電線路或線段的停電。 一龍捲風沿著500kV輸電路權廊道行進，導致大量輸電結構受到廣泛破壞，包括基礎損壞。 500 kV線路長達數英里的損壞使修復工作變得複雜。

圖1.5  2021年12月龍捲風遍佈圖

第二章：嚴重風險、衝擊、及韌度(Severe Risks, Impact, and Resilience)

本章涵蓋三個領域：嚴重度風險指數、極端事件日對幹線電力系統(BES: Bulk Electric System)的影響以及幹線電力系統對極端天氣的韌度(恢復能力)。

2.1 嚴重度風險指數(Severity Risk Index)

嚴重度風險指數(SRI)係根據幹線電力系統(BPS)之負載跳脫、發電跳脫及輸電跳脫的綜合衝擊來衡量每日系統狀況的嚴重度(Severity)。 SRI提供了一種定量(quantitative)衡量標準來評估每天這些事件之相對嚴重度，以及提供了幹線電力系統(BPS)性能績效之全貌，讓NERC評估其可靠度的年份比較趨勢。 對於電氣及電子工程師協會(IEEE)配電可靠度工作小組(Distribution Reliability Working Group)所提供的2021年限電量(load loss)資料，德州互聯系統(TI)係代表性不充分。 過去，NERC已經認識到TI中限電量代表性的覆蓋範圍不完整； 但是，由於在2021年2月遭遇的極端條件下需要幹線電力系統(BPS )限電的激烈態度及其對配電用戶可靠度之影響，因此使用代理輸入(proxy inputs)來估計這些措施的影響。 代理輸入係利用從「停電(PowerOutage)」網站獲得之資料、以及用戶向能源部(DOE)能源資訊管理局(EIA)通報所使用的資訊。

圖2.1繪製了2021年的每日SRI分數與使用2017-2020季節性每日績效表現(performance)計算之控制限制值的對比圖。 按每日基礎上，存在一般正常性能的範圍，透過灰色帶可見或在每日季節性90%控制限度內。系統緊迫天數係利用那些超出季節性每日控制限度的天數確定。 2021年的前10天標有嚴重程度等級。 圖2.2 提供了圖 2.1的完整版本，來顯示2 月寒冷天氣事件期間每日SRI分數的大小與其他每日SRI分數相比，（見表 2.1）。

圖2.1  2021年每日嚴重度風險指數與SRI前十名標籤(90%信用區間)

圖2.2  圖2.1之全尺寸圖

表2.1提供了2021年前10名嚴重度風險指數天(SRI Days)評分的詳細資訊。該表包括特定事件是否是一個促成因素、發生的事件類別以及區域機構的大致位置。 2021年SRI排名前10名的所有天數都主要歸因於某種類別的天氣事件：6天是由於2月的寒冷天氣事件導致的，2天與雷雨有關，1天是由於強風及龍捲風，1天是由於颶風及特殊保護系統誤動作導致發電跳脫。

2.1.1 嚴重度風險指數績效趨勢(SRI Performance Trends)

透過去年之最高嚴重度風險指數(SRI)日數與前幾年進行比較，可以識別出績效趨勢。 圖2.3顯示了過去五年中每一年的最高10個SRI日，按降冪排序。 2021年最高五個SRI日大大超過了前五年的所有最高10日，而其餘五天與歷史趨勢更相似。

圖2.3  最高年度每日嚴重度風險指數降冪排序曲線

為了將2021年的嚴重度日數與幹線電力系統(BPS)歷史績效相結合，五年期間排名最高10日數每年更新一次。 表2.2指認了2017年至2021年間發生的最高10個SRI日，其中包括發電、輸電及限電三大部分每日SRI的造成因素，以及造成事件資訊及受事件影響的區域可靠度機構。 2021年最高5個SRI日（以紅色顯示）已經取代了之前所有最高SRI日，指出這些日子的嚴重度不僅2021年最高，而且在過去五年中也是如此嚴重。 所有這五天都是由於2月的寒冷天氣事件造成的。

幹線電力系統(BPS)的累積績效係利用一年中每一天的SRI加總來計算的。 表 2.3 顯示了2017-2021五年期間的年度累計SRI。 在此期間，2021年的年度累計SRI最高，在統計上顯著高於2019年及2020年。2021年輸電系統的績效與往年相似，年度累計SRI之增加係因發電及限電的增加所導致的。

2.2 極端事件日之幹線電力系統影響(Bulk Electric System Impact of Extreme Event Days)

2.2.1 極端事件日(Extreme Event Days)

極端事件天數係被指認為在北美或指定互聯系統任何季節之高於第95個百分位上限的事件有關歷史嚴重度(historical severity)測量值。此分析擴展到輸電及發電元件對SRI造成因素，在先前報告的「嚴重度風險指數(SRI)績效趨勢(SRI Performance Trends)」章節來探索極端日之肇因。

因應極端天氣日在幹線電力系統(BES)資源之影響，特點是在給定日期通報立即故障或降載輸電或發電之數量。 利用分析極端事件日的影響及原因，可以指認那些條件對BES構成最高風險。 雖然此分析並未解決所有潛在情境，但從極端事件期間的性能中學習有助於提供深入了解系統如何因應一系列條件及事件。

在附錄A「互聯系統補充分析(Supplemental Analysis by Interconnection)」中介紹了北美互聯系統輸電及發電極端日停電情況。分析在下列小節中列出，分別按輸電及發電提出報告。 輸電可用度資料系統(TADS: Transmission Availability Data System)中通報的總估計百萬伏安(MVA)容量，或 2021年北美或互聯系統通報給 發電可靠度資料系統(GADS)的淨最大容量(net maximum capacity)顯示在本章每張圖的右上角。

2.2.1.1 輸電衝擊：北美(Transmission Impacted: North America)

2021年，與2020年的14 天相比，有17天符合幹線電力系統(BPS)極端輸電日。在這些天裡，聚合潛在MVA容量由於受到自動輸電停電(輸電故障)影響高於平均日的2.2-7.6倍，亦即佔北美MVA總容量0.061%。 天氣(不包括雷擊)及保護系統設備故障係這些極端天氣日所通報事件主要引發肇因代碼(initiating cause codes)。 在2021年，輸電影響最嚴重的一天是在8月30日，主要是由於艾達颶風（見圖 2.4）。 對輸電停電略高於季節性界限（紅線）且未列出具體肇因的日子進行了調查； 它們是由於同一時間發生的停電或較小未命名天氣事件造成的。

圖2.4  2021年極端日期間輸電停電(故障跳脫)-北美

2.2.1.2 傳統發電影響：北美(Conventional Generation Impacted: North America)

根據GADS資料的分析，2021年共有17天符合北美的幹線電力系統(BES)極端條件（見圖 2.5），其中8天同一時間指認為輸電極端日（2月12日及18 日，以及 8月30日）。 在這些天，BES的發電部分遭遇了比平均日嚴重1.4-5.4倍的停電，佔總發電容量的1.035%。 其中五天可歸因於2月主要影響美國中南部的寒冷天氣事件。其他值得注意的事項包括6月28日破壞變電所及輸電機組的大雷雨以及從11月4日開始的大量無關聯的故障。發電停電日略高於季節性界限(紅線)沒有列出具體肇因但已經調查過； 它們是由於大型機組的同一時間故障造成的。

圖2.5  2021年極端日期間發電停電(故障跳脫)-北美

2.2.1.3 極端天氣日停電(故障)的首要原因(Top Causes of Outages on Extreme Days)

在極端天氣日發生的停電(故障)所通報的主要原因，按北美整體及各互聯系統的名次順序排序如下表所示。 天氣(不包括雷擊）、火災及保護系統設備故障是輸電系統的三大肇因（表 2.4）。

在極端天氣通報的發電停電(故障)之主要肇因係燃料/點火/燃燒系統相關設備以及經濟原因，這兩者都歸因於寒冷天氣事件（表 2.5）。

2.3幹線電力系統防範極端天氣之韌度

在 2021年可靠度狀況報告(SOR: State of Reliability)， NERC引入了2020年極端天氣引起的大型輸電事故的新分析，量化了復電與復原活動的某些方面項目。復電與復原措施(Restoration and recovery actions)可以減緩那些被確認為在極端事故日對幹線電力系統(BES)構成最高風險的情況。此分析基於輸電元件的停電及復電過程，而不是用戶負載的停電及復電。輸電系統復電以供應用戶用電始終是優先事項，用戶復電通常要費很長時間等待所有輸電元件復電完畢之後。

今(2022)年的可靠度狀況報告(SOR)側重於2021年與大型輸電天氣相關的事故及擴展韌度分析(resilience analysis)來評估颶風艾達所造成之主要輸電及發電的事故。此外，附錄 B 包括對由於諸如如颶風與龍捲風之極端天氣所引起之大型輸電事故的詳細分析及統計。這些統計資料可以量測與追踪輸電系統在極端天氣事故期間及之後的承受、適應、防範及恢復的能力。分析確認了從2016-2020年到2017-2021年輸電系統每種極端天氣類型之韌度統計資料的變化。

2.3.1天氣相關之輸電停電事故(Weather-Related Transmission Outage Events)

2.3.1.1輸電可用率資料系統(TADS)停電事故分組及2021年大型天氣事故

在TADS中所通報之演算群組的自動停電事故，係基於互連電力系統別以及相關的開始與結束時間。如果事故中至少一次停電由以下TADS肇因代碼(cause codes)：「天氣(不包括點燈）、閃電、火災或環境」之一所啟動或持續，則確定由此所造成的輸電停電事故與天氣相關。此程序生成停電之分組，係要進一步研究並與來自外部來源的天氣資訊進行比較，以確認或細分此事故。這種自動及手動程序的組合產生了一組輸電事故，此組事故可以跨越不同電力公司及區域可靠度機構的邊界，以及可以找出由極端天氣引起的重大事故，例如颶風。

停電分組程序產生了2021年發生的8個大型輸電事故（事故為事故大小等於20次或更多停電者）。表2.6按時間順序列出了這些事故，並顯示了每件事故的惡劣天氣類型及事故對系統影響的量化統計資料。所有被指定為復電分析一部分的大型輸電事故在輸電停電嚴重度(TOS: Transmission Outage Severity )極端天氣分析中也被指認為極端事故，顯示出各方法之間的一致性。

2021年8月29日開始的伊達颶風伊達，在東部互聯電力系統( EI )中發生單次事故之停電次數最多（通報了225次輸電停電）；這在表2.6中以紅字顯示。請注意，作為發電系統最大事故的2月寒冷天氣事故也導致在德州互聯電力系統(TI)發生大型輸電事故。附錄 B 中提供了元件停電-天數及 MVA停電-天數之定義。

表2.6 2021年度大型天氣相關輸電事故統計表(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

2.3.1.2停電、復電及性能曲線(Outage, Restore, and Performance Curves)

表 2.6 展示了事故規模及事故持續時間的可變性。然而，這些統計資料沒有完全解釋在事故期間所發生的事情；事故的停電、復電及性能曲線提供了有關事故如何展開的更多詳細訊息。如圖 2.6 所示，用於描述事故期間的輸電停電，這些曲線追踪元件跳脫的數量或 MVA在直軸上的衝擊，與水平軸上的發生時間。類似地，為了說明事故期間的發電停電，這些曲線追蹤在垂直軸上的發電機跳機量(停電)及在橫軸上的發生時間。

停電曲線係在橫軸的時間點顯示了累計停電元件數量、累計等效影響MVA或累計跳脫發電量。

復電曲線是在橫軸上的時間點顯示復電元件的累計數、累計復電等效MVA或復電的累計發電量。

最後，性能曲線是橫軸上顯示的停電元件數量、等效影響停電MVA或發電停電量。此值等於元件、MVA 或復電MW減去元件、MVA或MW停電量（亦即，性能曲線是復電曲線減去停機曲線）。性能曲線說明了事故的降級及復電階段。所有曲線都可以計算附錄B中定義的幾個重要事故統計資料，其中一些也包含在圖 2.6中。

圖2.6大型輸電或發電事故之停電、復電、及性能(Performance)曲線(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖2.7 艾達(Ida)颶風輸電元件之停電、復電、及性能(Performance)曲線(截斷在95%復電水準) (資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖2.8 艾達(Ida)颶風輸電以MVA為基礎之停電、復電、及性能(Performance)曲線(截斷在95%復電水準) (資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

2.3.2颶風艾達大型輸電及發電事故的韌度分析

2.3.2.1颶風艾達的輸電曲線及統計資料

颶風造成輸電系統最大、最長及最有影響的事故（以跳脫元件-天數、及 MVA- 天數來衡量）。颶風艾達是2021年規模最大、持續時間最長的事故，也是 2016-2021年影響最大的事故。 12 家電力公司在本次事故中通報了225次自動輸電停電分組。這些停電包括4次變壓器停電及221次交流輸電線路停電； 221次交流輸電線路停電中有24次是瞬間性的，其餘的則為持續停電故障。它也是2021年持續時間最長的事故，持續時間為124天，其中包括事故結束前的幾次非常長時間未復電的停電，因此圖2.7及圖 2.8 中颶風愛達(Ida) 的元件及基於MVA的曲線被截斷在95%復電水準，以便更佳顯示停電、復電及性能曲線的顯著變化。

復電過程從事故開始47分鐘開始，並穩步推進，在19天后復電了受颶風影響的214個元件(95%）及 MVA 的96,012(95%）（或僅佔事故總持續時間的 15%）。根據完整（未截斷）性能曲線計算的總事故停電為1,300個元件-天及 641,506 MVA-天。

2.3.2.2颶風艾達的發電系統曲線及統計數據

今(2022)年，NERC 正在擴展復電分析，到展示從裝置容量2萬瓩(20MW)以上的傳統發電機組，向NERC通報的事故及性能資料(performance data)，如何用於提供與大型輸電事故所用方法相當的大型發電事故分析。

由美國國家海洋與大氣管理局(NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration)確定之暴風雨的路徑，被用來確認隨著風暴之進展可能受到颶風影響的機組。颶風艾達對發電機組的影響是根據颶風直接影響之時間與地點進行評估的：在路易斯安那州及德州機組開始故障(forced outages)與降載(derates)發電是從2021年8月28日中午12:00 (美國中部時間)與2021年9月1日晚上11:59中部時間之間開始的。

儘管美國東北部及東南部的其他州受到颶風殘餘的影響，但主要影響發生在這兩個地區。雖然只有56件發電資料可靠度資料系統(GADS: Generation Availability Data System)事故明確通報告風是主要肇因，但其中約75%是在艾達(Ida)颶風期間通報的；在暴風雨期間，在受影響的足跡中也觀察到了其他與水有關的原因代碼（例如，濕煤、洪水）。

2.3.2.3輸電與發電之間的差異

由於功能、特性、及性質的根本差異，在同一大事故期間輸電復電性能與發電覆電性能的比較沒有意義。這樣做可能會引入沒有堅實基礎的預設與假設。

輸電系統係在功能上始終處於主要在 N+X 狀態下可用與運轉，其中 N 是提供足夠電力所需的最少元件，X 是將電力輸送到同一點的可用替代元件的數量，通常是個位數。發電則以備轉容量為基礎的模型上運轉，只要輸電路徑存在於某些不太嚴格的常數內，它就可以有效地互換。

以備轉容量為基礎的模型意味著在發生事故時有一定量的額外發電可使用，並且可以迅速上線以替代幾乎任何其他同等大小的發電跳脫量。因此，在備轉容量耗盡的臨界點之前，發電量跳脫的影響通常不太嚴重。所執行的發電分析不包括有關輸電停電是否相關於發電機停電、可用備轉容量或負載跳脫有關之資訊；備轉容量耗盡的臨界點也沒有指出。

此外，由於輸電系統主要位於室外及地上，它通常更容易受到天氣及快速連續停電的影響。相比之下，傳統發電受到更強固的結構的保護，減少了機組停電，但更容易受到洪水等更持久的影響。這導致同一事故的輸電通常比發電具有相對陡峭的停電曲線。

圖 2.9 顯示了颶風 Ida 採用與輸電相同的方法之發電停電、復電及性能曲線，。

  圖2.9 艾達(Ida)颶風發電以MW為基礎之停電、復電、及性能(Performance)曲線(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

表 2.7 提供了韌度分析的量測標準，其中的觀察結果突出顯示颶風艾達對輸電及發電之間的影響差異。

表 2.7 2021 年颶風艾達輸電與發電的韌度分析統計資料之比較表(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

本介紹性分析提供了一個樣例，說明為極端天氣之輸電韌度而開發的方法，如何作為開發復電分析方法的基礎，此方法識別適用於大型發電機停電事故的差異。 定義標準、措施、及歷史趨勢的分析將繼續進行，並將在未來的報告中提供更新。

第三章：電網兌變(Grid Transformation)

3.1資源裕度(Resource Adequacy)

本章選擇了兩項指標來指示幹線電力系統(BES)之資源充足狀況：規劃備用容量(PRM: Planning Reserve Margin)及能源緊急警報(EEA: Energy Emergency Alerts)。 規劃備用容量提供了一個前瞻性的展望，亦即預期是否有足夠的資源來滿足用電需求。 EEA 提供在互聯系統內潛在及實際能源緊急情況的即時（real-time）指示。

3.1.1 規劃備用容量（Planning Reserve Margin）

規劃備用容量係長期資源裕度(long-term resource adequacy)指標，定義為資源[預期(anticipated)或展望(prospective)]與淨內部系統負載兩者之差除以淨內部系統負載，並以百分比(%)表示。

預期資(電)源(Anticipated resources)係扣除已確認的除役資源，包括現有資源、正在建設中或已批准規劃要求、以及可靠容量融通(firm capacity transfers) 之容量。 展望資源(Prospective resources)係扣除了未確認的除役並包括所有預期資源加上下列：已請求但尚未獲得批准規劃要求、及預期非可靠容量融通(nonfirm capacity transfers) 之容量。

將規劃備用容量[預期備用容量(ARM: Anticipated Reserve Margin)或展望備用容量(Prospective Reserve Margin)]與參考裕度水準(RML: Reference Margin Level)來比較，以衡量規劃期間之資源裕度。 圖3.1顯示了可靠度評估區域別2021年夏季尖峰的規劃備用容量，圖3.2顯示了評估區域別2021-2022年冬季尖峰的規劃備用容量。

圖3.1  2021年北美各可靠度評估區域夏季尖峰期間規畫備用容量(預期及展望備用容量)[ 2021 Summer Peak Planning Reserve Margins (Anticipated and Prospective Reserve Margins)]

圖3.2  2021-2022年北美各可靠度評估區域冬季尖峰期間規畫備用容量(預期及展望備用容量)

3.1.2  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

在2021年夏季及2021-2022年冬季期間兩者前面所有可靠度評估地區規劃備用容量(Planning Reserve Margins)都超過參考裕度水準(RML)。這比去年的報告有所改進，去年的報告顯示德州可靠度機構(Texas RE)的德州電力調度中心(ERCOT) 的預期備用容量(ARM)未達到2020年夏季的參考裕度水準(RML)。

儘管ARM在所有可靠度評估領域都超過了RML，如圖3.1及圖3.2所示，但一些可靠度評估領域有關分析典型停電(故障)及極端運轉條件的影響提出了擔憂。 極端溫度導致負載增加，及高於預期的發電機故障及降載可能會創造條件讓電力調度中心(system operators)採取緊急運轉措施。表3.1突顯了典型停電及極端運轉情況可能對ARM除了2021年夏季及 2021-2022年冬季的ARM以外產生影響。 「綠色」方框表示備用容量高於評估地區的季節性RML，「橙色」方框表示可用資源滿足負載需求但不滿足RML，「紅色」方框表示資源低於研究條件的用電需求。在圖3.3及圖3.4中的地圖楬櫫了根據表3.1資訊在2021年夏季及2021-2022年冬季前面被指認為存在著資源短缺風險的可靠度評估地區。

圖3.3  2021年夏季可靠度評估風險地區地圖

圖3.4  2021-2022年冬季可靠度評估風險地區地圖

3.1.3 過去10年尖峰資源配比之變化(Changes in the Peak Resource Mix over the Past 10 Years)

在過去的10年裡，幹線電力系統(BPS)已將減少其燃煤發電尖峰容量9,870萬瓩(98.7GW)。 在此期間，BPS 增加了 7,700萬瓩(77GW)的燃氣、1170萬瓩的風力及 2520萬瓩的太陽能發電尖峰容量。再生風力及太陽能資源的變動性發電有助於資源裕度，但因為它們的輸出取決於在環境及本地天氣條件下，它們通常不會在尖峰負載時間（即尖峰期間）提供與傳統發電資源相同的容量貢獻。表 3.2 顯示了過去10年北美發電資源的尖峰容量構成的變化。 儘管風力及太陽能資源的銘牌裝機容量在過去十年中有了顯著增長[風力裝置容量從4,470萬瓩(44.7GW)增長到 13,770萬瓩，太陽能裝置容量在10年期間內從不到10萬瓩(1 GW)增長到超過 4,050萬瓩]，它們對尖峰容量的貢獻是2021年總發電量的5%。

北美BPS不同地區的發電資源配比及其變化速度差異可觀。 圖3.5提供了自 2011年以來發電資源配比之互聯系統層級視圖。NERC的長期可靠度評估報告了目前發電資源配比及未來10年的預測，涵蓋北美BPS四個互聯系統中的20個評估區域。

圖3.5  北美互聯系統別之2011與2021年容量資源配比比較圖

3.1.4 資源配比演變之風險管理(Managing Risks as the Resource Mix Evolves)

變動性能源資源(VER: variable energy resources)之增加，主要是風力及太陽能，以及傳統發電的除役，正在從根本上改變BPS的規劃及運轉方式。 規劃及運轉電網必須越來越多地考慮整個資源艦隊的能源限制及變動性。 在此同時，隨著可變負載側作為資源(variable demand-side resources)之成長，許多地區的電力負載預測方面波動性越來越大。 考慮評估期間之所有時間在資源及負載變化的能源評估對於維持BPS的資源裕度越來越重要。 確保足夠的彈性資源、維持燃料保證以及規劃及運轉使用IBR之BPS都是關鍵的可靠度要素來管理不斷變化的資源配比。

3.1.5 確保充足之彈性資源(Ensuring Sufficient Flexible Resources)

如圖3.6所示，彈性資源在解決淨內部負載(net internal demand)方面扮演著越來越大的角色。 例如，德州可靠度機構(TRE)的德州電力調度中心(ERCOT)依賴太陽能及風力資源來供應其4.6%的淨內部負載。需要足夠彈性的資源來確保電網兌變時的資源裕度(resource adequacy)及能源充足度(energy sufficiency)，並減少在極端天氣下暴露出能源短缺風險。 在儲能技術得到全面發展及大規模部署之前，燃氣發電仍將是滿足日益增長的彈性之必要平衡資源。 資源規劃及政策決策必須確保開發及維護足夠的平衡資源以確保可靠度。 隨著IBR及DER繼續改變電網，鑑於IBR及DER之可變能源性質，需要足夠的彈性資源來確保可靠的電網兌變。 IBR及DER 增加了負載的變動性及不確定性，因此在規劃資源裕度及能源可用率(availability)時需要小心注意。 可靠地整合IBR需要所有者及營運商注意建立模型及協調所需，以便規劃研究及運轉模型能夠準確地考慮新的資源類別。 此外，需要改進NERC可靠度標準以解決IBR性能問題。

極端天氣是在資源規劃中維持彈性資源的另一個考慮因素。 一個全面性資源規劃結構必須將注意力集中在可用的能源上，並且要了解除非在極端天氣下保證其背後的燃料，否則容量本身並不能提供可靠度。 圖3.6顯示了尖峰期間資源對滿足內部淨負載的貢獻。 維持彈性的資源，例如燃氣，有助於確保在沒有 VER能源發電的情況下能夠滿足用電負載。

圖3.6 滿足淨內部系統負載之資源分擔

3.1.6 每小時發電資料查驗之資源配比(Resource Mix Examined in Hourly Generation Data)

雖然風力及太陽能發電的貢獻在10年尖峰容量中顯而易見，但在查驗全年的每小時發電機資料時可以看到更大的貢獻。 美國的平衡機構(BA)提供每小時的歷史負載及發電資料，可以對其進行分析，提供清楚地了解VER對總發電量的貢獻。圖 3.7 顯示了2021年向美國能源資訊署 (EIA) 報告的資料中一些 BA 的電網連接風力及太陽能發電的每月最大、最小及平均貢獻。這些說明提供了有關發電配比如何在BA區域用來供應2021年的電力負載。

圖3.7 2021年電網連接風力及太陽能月別發電量之最大、最小、及平均佔比(%)[2021 Monthly Maximum, Minimum, and Average Contributions of Grid-Connected Wind]

變動性能源資源(VER)的成長增加了運轉規劃及即時運轉的複雜性，如圖3.7 所示，最大百分比與平均百分比之間的滲透水準存在巨大差異。 季節性、日前及即時預測用來確保電力調度中心有資源來即時平衡電力供需。

電力調度中心可以彈性及時地調度足夠的可調度資源來平衡變動性發電出力的變化並掩蓋預測的不確定性。 此外，變動性發電之出力每天可能會有很大差異。 圖3.8及表3.3顯示了幾個平衡機構(BA)地區2021年每個月的風力及太陽能加總出力(MW)的每日最小及最大變化範圍。

圖3.8 2021年風力及太陽能綜合出力(MW)每日最小及最大變化範圍

在 MISO，風力及太陽能出力的最小每日變化為107萬瓩（1月），而這兩種資源的每日最大變化為1,830萬瓩（12月）。 這種高度的日變化可以與 CAISO 形成對比，CAISO的風力及太陽能出力的最小日變化為463.6萬瓩（12月），最大日變化為 1,360.8萬瓩（4月）。太陽能及風力綜合發電量的每日範圍較大，與一小時或三小時升降載的更精細測量不同，表明該地區需要維持彈性資源以平衡系統作為其他發電資源的加載及卸載之程度。 太陽能及風力綜合發電量的全年日最小範圍及日最大範圍之間的較大差異表明平衡所需的彈性資源量有較大差異。

3.1.7 電力可靠度組織(ERO)企業內進行之措施(Actions in Progress within the ERO Enterprise)

• 透過NERC的長期、季節性及或然率 (probabilistic) 可靠度評估來評估資源裕度、運轉可靠度及新出現的可靠度問題
• 在季節性評估中執行季節性風險情境以評估低可能性的極端情境
• 按照變流器基礎資源性能小組委員會(Inverter-Based Resource Performance Subcommittee)之工作計畫、分佈式能源工作小組(Distributed Energy Resources Working Group) 及資源小組委員會(Resources Subcommittee)的系統規劃影響所規定執行技術分析及發展指南與建議。
• 發展收集太陽能、風力及儲能裝置的GADS資料之要求規定。

3.2 電能緊急警報(Energy Emergency Alerts)

3.2.1  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

2021年，總共宣布了10次第3級電能緊急警報(EEA Level 3)，其中4次導致可靠負載卸載。 與上一年相比，第3級電能緊急警報及有卸載的EEA 3減少了7 次（圖3.9）。 雖然EEA 3的數量有所減少，但這些 EEA 3期間的卸載量幾乎比上一年大兩位數（100 倍）- 2021年為1,015 GWh，而 2020年為 13.8 GWh（圖 3.10). 所有卸載都發生在主要影響德州及美國中南部的2月寒冷天氣事件期間。EEA 3負載卸載都發生在2021年2月15日至2月19日之間。

圖3.9 年分及互聯系統別之第3級電能緊急警報發生次數

圖 3.10：非調度員指令可靠負載卸載之小時數（%/年）

進入2020-2021年冬季，德州電力調度中心(ERCOT)、西南電力池(SPP) 及 中陸電力調度中心(MISO)在「2020-2021年NERC冬季可靠度評估」中預期冬季備用容量分別為49.8%、59.1%及48.8%。ERCOT的最極端情境，根據極端尖峰用電需求及極端故障停電（但不包括低風條件）進行調整，指出如果這些條件成為現實，ERCOT將只有135.2萬瓩的備轉容量。 與 ERCOT一樣，MISO預計可能有足夠的資源來滿足預期冬季負載預測，但認識到冬季高發電故障停機及高負載的情景可能會帶來運轉挑戰。SPP在其「2020-2021年冬季的季節評估」中表示，「預計2020-21年冬季的運轉容量在正常運轉條件下將充足； 然而，在嚴峻的條件下，可能會出現局部或短暫的容量限制……」。

隨著變動性能源資源(VER)與及時燃氣發電在發電艦隊中所佔比例越來越大，2021年冬季對這些地區的規劃備用容量評估指出，備用容量本身提供的想像容量是多麼不完整。

第四章 電網性能(績效)(Grid Performance)

本章檢討了在發電、輸電、保護及控制指標方面之績效(性能)趨勢(Performance trends)。 涵蓋下列章節：系統保護及擾動性能(System Protection and Disturbance Performance)、擾動控制標準指標(Disturbance Control Standard Metric)、互聯可靠度運轉限制超限(Interconnection Reliability Operating Limit Exceedances)、發電性能及可用率(Generation Performance and Availability)、輸電性能及不可用率(Transmission Performance and Unavailability)、關鍵基礎設施相互依賴度(Critical Infrastructure Interdependencies)、情境意識喪失(Loss of Situational Awareness)、保護及控制系統之複雜性增加(Increasing Complexity of Protection and Control Systems)， 保護系統失靈導致輸電設備跳脫(Protection System Failures Leading to Transmission Outages)、人員績效(Human Performance)以及資通網絡及實體安全(Cyber and Physical Security)。

透過計算2021年可靠度指標的結果與前幾年的結果以及五年平均值進行比較，在本章可靠度指標的討論可以分類為改進、穩定、監視或可行的(Actionable)。 用這種方式量測與趨勢分析幹線電力系統(BES)之相對狀態來支持包含NERC確保BES之可靠規劃及運轉的責任、以及NERC評估BES能力的義務之目標。

4.1系統保護及擾動性能(System Protection and Disturbance Performance)

4.1.1 2021 年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

頻率反應分析(Frequency response analysis)顯示了所有互聯系統在遏制及穩定兩期間之性能穩定或改善：

• 遏制期間：東部互聯系統(EI)、魁北克互聯系統(QI) 及西部互聯系統 (WI)從2017年到2021年沒有顯著的統計變化。德州互聯系統(TI) 在 2017年到202 年的遏制期間有顯著的改善。德州電力調度中心(ERCOT)遏制期間頻率反應的改善與ERCOT的行動一致， 在低系統慣性期間有選擇地增加一次頻率控制(primary frequency control)能力之備轉容量。
• 穩定期間：從2017年到2021年，顯示出魁北克互聯系統(QI)、西部互聯系統及 德州互聯系統(TI) 在統計上有顯著改善，而東部互聯系統(EI)在統計上沒有顯著變化。

值得注意的是，在2021年，東部互聯系統(EI)在遏制期間及穩定期間之頻率反應平均 (mean) 值及中位 (median) 值是過去五年中最低的。 同樣在2021年，魁北克互聯系統(QI)有一件分析事件，在穩定期間測得的頻率反應低於互聯系統之互聯頻率反應義務。

在遏制期(arresting)之期間，目標係在低頻卸載(UFLS)動作之前遏制可信偶發事故(credible contingencies)的頻率下降。 依據NERC BAL-003可靠度標準頻率反應及頻率偏差設定(frequency bias settings)下的互聯系統頻率反應義務之計算，係根據達到或高於互聯系統資源跳脫保護準則(RLPC: resource loss protection criteria )之資源偶發事故UFLS第一段動作之前，遏制系統頻率降至最低點C。量測及追蹤低頻卸載(UFLS)第一段標置(設定)點(set point)與頻率最低點C之間的裕度(margin)係各互聯系統之重要風險的指標。圖4.1代表利用查看在值A(Value A)與點C之間的頻率反應、以及在點C與UFLS第一段動作設定點之間頻率反應裕度的事故遏制期間之分析。每一互聯系統分析顯示出一可靠度裕度水準(ALR: Adequate Level of Reliability)。 在過去五年期間，西部互聯系統 (WI)發生了三件達到或大於資源跳脫保護準則(RLPC)100%並維持了足夠的UFLS裕度之事故。 利用RLPC百分比量測東部互聯系統(EI)及德州互聯系統(TI)的最大事故分別為 45%及50%。

圖4.1：頻率反應方法(Frequency Response Methodology)

如表4.1所示，所有互聯系統的頻率反應都顯示出穩定期間之性能(績效)穩定與改善。 如表4.2所示，所有互聯系統的頻率反應顯示出遏制期間之性能穩定與改善。

4.2擾動控制標準指標(Disturbance Control Standard Metric)

4.2.1  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

2021年，可通報平衡偶發事件 (RBCE: reportable balancing contingency events)的總數略低於2020年並明顯低於2017年及2018年。在過去五年中，平均百分比恢復率為99.5%。 2021年發生了一次事件，平衡機構(BA)沒有在偶發事件恢復期內將其系統恢復到擾動前的水準。 參見圖4.2及圖4.3。

圖4.2：2017-2021年可通報平衡偶發事件(RBCE)之總計

圖4.3：2017-2021年恢復率100%之可通報平衡偶發事件之百分比(Percent of RBCEs with 100% Recovery)

4.3 互聯可靠度運轉限制超限(Interconnection Reliability Operating Limit Exceedances)

4.3.1  2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

各可靠度協調中心(RC)根據它們轄區之組成以及什麼構成了不理想的運轉條件，都有不同的方法來決定互聯可靠度運轉限制 (IROL: Interconnection reliability operating limits)。 下列以一互聯系統為基礎的績效(Performance)討論是為了清楚起見，而不是為了比較：

• 東部-魁北克互聯系統(Eastern–Québec Interconnections)：在2021年，如圖 4.4所示IROL指標之所有四個範圍均出現超限。 超過10分鐘的次數最多（範圍未顯示）。 10分鐘至20分鐘的範圍從2019年的歷史最高峰繼續下降，並在2021年維持在15分鐘的歷史水準附近。有3次超過20分鐘。 2021 年持續超過10分鐘的18次超限總數略低於五年平均值之21次超限。
• 西部互聯系統(Western Interconnection)：在2014年之前，僅通報了系統運轉限制。 自2014年以來，趨勢一直穩定，沒有IROL超限通報。
• 德州互聯系統(Texas Interconnection)：從2016年第一季(Q1)到2020年第三季(Q3)，德州電力調度中心(ERCOT)的IROL超限為零次。 2020年10月，ERCOT更改其系統運轉限制方法，增加了互聯系統IROL的數量從1次增加到5次。 在2021年超限6次； 全部都小於10分鐘。

圖4.4：2017-2021 IROL指標超限次數

4.4 發電績效及可用率(Generation Performance and Availability)

NERC的發電可用率資料系統(GADS)包含了可用來計算可靠度度量的資訊，例如仟瓩(MW)-加權等效故障率(WEFOR: Weighted Equivalent Forced Outage Rate)。 GADS 收集及儲存機組運轉資訊； 透過匯集個別機組資訊，可以計算出整體發電機組可用率、性能(績效)及指標。 這些資訊支持設備可靠度、可用率分析及電業風險告知決策。 電業使用從透過GADS所收集的資料之報告及資訊，來標竿管理(benchmarking)與分析發電廠。

4.4.1 傳統發電機加權等效故障率(Conventional Generation WEFOR)

4.4.1.1 2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

圖4.5中的水平線條顯示出每年年度WEFOR與月別WEFOR柱條的比較； 實心橫條顯示分析期內所有年度的WEFOR為7.25%，明顯低於2021年的8.27%。 WEFOR一直相當一致而其統計分佈幾乎完全符合標準分佈。 2021年度WEFOR 是過去五年中最高的。 與往年相比之增加主要歸因於2月的寒冷天氣事件及大型機組之多次單獨長時間故障停機。

圖4.5：2017-2021 年之月別、年度、及5年加權等效故障率(WEFOR)

選定燃料類別之每月加權等效故障率(WEFOR)如圖4.6中所顯示之分層面積圖。 虛線顯示每個月通報給NERC所有燃料類別的WEFOR，黃線顯示通報給NERC分析期間五年內所有燃料類別的平均停電率(mean outage rate)。 燃煤發電在五年期間繼續呈現出略微增加的趨勢，是所有傳統燃料中故障率(FOR:forced outage rate)最高的，除了在極端冬季天氣期間，燃氣發電故障率通常高於燃煤。 此外，水力發電機組在春季及2021年11月發生了異常高的故障率。

圖4.6：2021年燃料別每月等效故障率(WEFOR)容量堆疊圖

4.4.2風力發電加權資源等效故障率(Wind Generation Weighted Resource Equivalent Forced Outage Rate)

NERC開始根據風力發電場規模分階段收集風力性能(績效)資料，從2018年總裝置容量為20萬瓩(200MW)或以上的風力發電場開始，然後是2019年總裝置容量為10-19.9萬瓩(100-199MW)的風場，以及2020年總裝置容量為7.5-9.9萬瓩(75-99MW)。到2021年底，向NERC通報了12,010萬瓩(120,100MW)的裝置容量資料，代表北美的640座風力發電場。 通報階段群組的資料將繼續單獨通報，直到有足夠的歷史記錄來分析所有風力發電場五年滾動期間的趨勢，與傳統發電的分析相互比較。

風力發電的加權資源等效故障率(WREFOR)與傳統發電的WEFOR相同，如圖4.7 所示。 水平線條顯示了年度之WREFOR與根據按風場規模大小、分階段通報期間提供資料所繪製成每月WREFOR的直方條相互比較。

 季節性趨勢很明顯，諸如夏月期間故障率增加及春季故障率降低。 隨著風力發電場規模的增大，2021 年的聚合年故障率顯示出更好成績； 2021年2月通報了月別25%之WREFOR，為自通報開始以來所有風力發電場規模最高者。

圖4.7:每月容量加權資源等效故障率(WREFOR)及風場通報群組年度平均WREFOR

4.5 輸電性能(績效)及不可用率(Transmission Performance and Unavailability)

在評估輸電可靠度時，一個重要的概念是輸電線跳脫對幹線電力系統(BPS)可靠度有不同的影響。 有些衝擊可能非常嚴重，例如影響其他輸電線路及負載跳脫。 此外，一些故障時間比其他長，讓輸電系統在延長期間處於危險之中。 輸電系統之可靠度指標是透過使用與向TADS通報的天氣及停電無關之合格事件分析通報來衡量的。

以下小節提供了合格事件的次數，其中包括導致與天氣無關的可靠負載跳脫的輸電事故。

4.5.1導致負載跳脫之輸電相關事件(Transmission-Related Events Resulting in Loss of Load)

• 2021年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

在2021年，四件不同導致發生符合事件分析過程(EAP: Event Analysis Process)通報準則之可靠負載可靠負載跳脫（見圖 4.8）的非天氣相關輸電事件。 分析顯示出年度事件的數量沒有明顯趨勢。 過去五年的可靠負載跳脫中位數為13.1萬瓩(131MW)，與2016-2020年的18.3萬瓩(183MW)相比顯著下降。 在2021年，中位值為 7.47萬瓩(74.7MW)，這代表2021年的事件數量及中位值(median)負載跳脫均有所下降，2021年的中位值負載跳脫仍低於五年中位值。

圖4.8: 導致可靠負載跳脫之輸電相關事件及不包括與天氣相關事件之可靠負載停電的中位值

4.5.2 TADS可靠度指標(TADS Reliability Indicators)

TADS事件是一非計劃輸電事件，會導致一件或多件元素自動跳脫（持續或瞬時）。 本節針對下列指標分析了TADS事件資訊：

• 輸電故障嚴重度(Transmission Outage Severity)
• 交流輸電線自動跳脫(Automatic AC Transmission Outages)
• 交流變壓器自動跳脫(Automatic AC Transformer Outages)
• 輸電元件不可用率(Transmission Element Unavailability)

4.5.2.1輸電故障嚴重度(Transmission Outage Severity)

• 2021 年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

TADS事件對幹線電力系統(BPS)可靠度的影響稱為事件之輸電故障嚴重度(TOS: Transmission Outage Severity)，係由事件中的故障次數以及事件中涉及的輸電元件的類別及電壓等級來定義。 TADS事件係按引發原因代碼(ICC: initiating cause codes)分類。 這些ICC有助於研究各事件的ICC與事件嚴重度之間的因果關係。

利用檢查具有不同ICC的事件之平均TOS、持續時間及發生頻度（參見圖 4.9），可能決定那些ICC在所考慮的時段內對可靠度性能貢獻最大。 ICC事件的平均TOS顯示在Y軸上。 ICC的TOS越高表示停電次數越多或在事件中涉及電壓更高的元件。 給定ICC事件之平均持續時間顯示在X軸上； 持續時間較長的事件通常會給BPS帶來更大的風險。 ICC發生的次數用氣泡大小表示； 較大的氣泡表示ICC發生的頻度更高。 具有相同編號（識別ICC）的氣泡之大小或位置發生變化可能表示性能改善或下降。 最後，氣泡顏色表示該組平均 TOS與其他組事件之間的統計顯著性差異。

從2016-2020年到2017-2021年（過去五年到目前五年期間），平均事件TOS 及持續時間在統計上有顯著減少，這表示TOS及持續時間子指標有所改善。

圖4.9: 輸電故障嚴重度(TOS)與TADS事件持續時間

按年度別總輸電故障嚴重度(TOS)之分析顯示過去五年統計上有顯著改善趨勢（見圖 4.10）； 這是一個正面的跡象，表示輸電故障正在減少對可靠度的嚴重影響。

圖4.10: 2017-2021年100kV以上交流輸電線與變壓器之TADS持續事件之TOS

4.5.2.2交流輸電自動跳脫事故(Automatic AC Transmission Outages)

在過去四年中，由於交流變電所設備故障導致的每回線平均停電次數持續改善，與 2017-2020年相比顯示，2021年在統計上顯著下降（見圖 4.11）。 每 100英里因交流輸電線路設備故障而持續停電的次數略有增加，高於五年平均水準； 然而，它總體上保持穩定（見圖 4.12）。

圖4.11:由於交流變電所設備故障導致每回線停電之次數

圖4.12:由於交流輸電線設備故障導致每100英里回線停電之次數

4.5.2.3交流變壓器自動跳脫事故(Automatic AC Transformer Outages)

• 2021 年績效及趨勢(2021 Performance and Trends)

 從2017年到2021年，交流變電所設備故障導致交流變壓器自動跳脫停電事故的趨勢，顯示出每一元件的跳脫停電次數在統計上顯著減少。

有關由於各種引發肇因導致的每台變壓器的跳脫停電次數，請參見圖 4.13。

圖4.13:由於交流變電所設備故障導致每台變壓器跳脫停電之次數

4.5.2.4輸電元件不可用率(Transmission Element Unavailability)

• 2021年績效及趨勢

2021年，北美200kV以上電壓的交流輸電線的不可用率(unavailability rate)為0.275%，這意味著輸電線路在任何給定時間由於持續自動及運轉停電而無法使用的機會為 0.275%。 變壓器在2021年的不可用率為0.20%。圖 4.14 顯示 2021年是五年分析期間交流輸電線路不可用率第二高的年份，僅次於 2020 年。圖4.15顯示2021年是變壓器不可用率第二低的年份，僅次於2020年。

圖4.14:交流輸電線路之不可用率(%)

4.6 關鍵基礎設施相互依賴(Critical Infrastructure Interdependencies)

隨著燃煤及核能發電機組的不斷除役以及對燃氣發電之依賴日益增加，電力及天然氣行業的相互依存關係變得更加明顯。 如圖4.16所示，在過去十年中，燃氣尖峰發電從2011年的3.85億瓩(385 GW) 增加到今天的4.6億瓩(460 GW)，增幅超過20%。 預計未來十年將新增4,700萬瓩(47 GW) 的燃氣發電。自 2011 年以來，尖峰風力發電容量增加了一倍，而尖峰太陽能發電容量增加了 25 倍。此外做為基載與中載電廠之燃氣發電成為可靠整合變動能源資源(VER)進入調度之必須平衡資源。 在儲存技術得到全面開發及大規模部署之前，燃氣發電對提供電網快速增長的彈性需求仍然至關重要。電力及天然氣相互依存關係的相互理解之改進，讓這兩個行業的營運商能夠強化整個能源輸送系統之可靠度，並減少終端用戶在極端天氣事件中面臨能源短缺的風險。

圖4.15:變壓器之不可用率(%)

圖4.16: 2011年及2021年北美資源容量(GW)配比(%)

越來越依賴天然氣作為發電燃料來源，增加了對可靠度產生廣泛影響之共同模式故障(common-mode failures)的潛力。 天然氣通常可被視為一「及時化(just-in-time)」燃料資源，因為天然氣通常透過天然氣管路系統輸送到發電廠，而不是現場儲存(on-site)。例如， 在2021年2月的寒冷天氣事件期間，由於長時間之冰凍氣溫及停電，發生高用電需求、天然氣產量降低以及加工處理量下降，導致受影響地區的許多天然氣管路發出操作流量指令。這些連同重要通知，指示出天然氣管路系統存在著潛在輸送及可靠度問題，轉化為互聯系統燃氣發電之潛在燃料供應中斷問題。 對於許多未簽訂可靠天然氣輸送合約的燃氣發電公司來說，這種燃料輸送削減的風險會增加。

圖4.17及圖4.18由阿岡(Argonne)國家實驗室透過美國能源部電力辦公室北美能源韌性模型計畫提供。 它們顯示了與去年同期相比，2021年2月冬季天氣事件期間的關鍵通知數量及操作流量命令。

正如在NERC「2022年可靠度狀況報告(2022 State of Reliability Report)」中的說明，以及 2021年11月之「FERC、NERC 及區域可靠度機構參謀報告(FERC, NERC and Regional Entity Staff Report)」中更全面性的說明，天然氣燃料供應問題導致 2021年2月寒冷天氣事件期間所有發電機的27.3%發生停機、降載及啟動失敗  。表4.3顯示出在2021年2月事件期間德州、俄克拉荷馬州、堪薩斯州、路易斯安那州及阿肯色州經歷停電之燃氣發電量。

在2021年2月的寒冷天氣事件期間，天然氣基礎設施之電力供應中斷(限電)導致天然氣產量下降23.5%。 然而，天然氣基礎設施的停電是由天氣及手動可靠負載限電 (firm load shed)共同造成的。 由於許多天然氣基礎設施負載並未被指認為可避免被手動可靠負載限電(manual firm load shedding)的關鍵負載(critical loads)，並且天氣及可靠負載限電所導致之停電是同時發生的，因此可靠負載限電導致關鍵天然氣基礎設施負載停電的確切範圍為未知(unknown)。 雖然停電導致的天然氣產量下降百分比在整個事件中變化不大，而可靠負載限電直到2月15日清晨才開始。在此之前發生的停電導致的天然氣產量下降必然是由天氣引發的。

NERC繼續建議註冊機構進行研究來模擬可能的及極端的天然氣供應中斷。 這些建議在NERC 2020年3月公布的指南【幹線電力系統燃料保證及燃料相關可靠度風險分析(Fuel Assurance and Fuel-Related Reliability Risk Analysis for the Bulk Power System)】中提出。此外，還引入了兩項標準授權請求，要求註冊機構對規劃及運轉進行必要的研究，以 確保能源資源供應充足。 有一電業團隊目前正在起草這些提議的標準。

雖然天然氣輸送及依賴天然氣之燃氣發電係關鍵基礎設施相互依存關係 (CII: critical infrastructure interdependencies)的大部分影響風險所在，但重要的是要注意 NERC可靠度議題指導委員會（RISC: Reliability Issues Steering Committee）相關風險緩解活動委員會已經指認其他CII；這些CII在「2021年ERO可靠度風險優先次序報告(2021 ERO Reliability Risk Priorities Report)」中有更詳細的討論，該報告係由NERC的RISC委員會制定。通信系統、水及汙水以及石油也具有依賴架構在於BPS可靠度及有效運轉； RISC委員會已經指認了針對這些風險緩解活動，也在「2021年ERO可靠度風險優先次序報告」中進行詳細定義及說明。

4.7 情境意識之喪失(Loss of Situational Awareness)

幹線電力系統(BES)在實體性質不斷變化的動態環境中運轉。 情境意識係維持可靠度、預測事件以及在事件發生時或事件發生之前做出適當響應必要的。 為了維持BES的可靠度，各機構使用各種情境意識工具，包括但不限於電能管理系統 (EMS)、輸電檢修計劃、負載預測、地磁擾動/天氣預報、來自鄰近機構運轉的資料、 以及他們自己公司內部以及與相鄰系統的人際交流。

如果沒有適當的工具及最新資料，電力調度中心調度員可能會降低情境意識能力，這會影響他們為確保BES之給定狀態可靠度做出明智決策的能力。系統之意外事故需要通信、及設備之監視與控制，或計劃停電檢修若沒有適當協調或監督可能會使電力調度中心調度員的視野受損。 對於電力調度中心調度員而言，電能管理系統(EMS)是情境意識的重要組成部分。

同時，安全風險對電業具有影響，需要從傳統工程實務，諸如規劃、設計及運轉之傳統解決問題中拓寬視角。 2019年及2021年的可靠度組織(ERO)「 可靠度風險優先次序報告(Reliability Risk Priorities Reports)」都強調安全風險是電業的四大風險之一，資通網絡安全風險(cyber security risks)被認為是最有可能影響電業的風險。

ERO專注於與電業利益相關者合作，制定將安全與技術實務(engineering practices)相整合之建議實務，特別有關開發更全面地整合這些實務的資通網絡技術能力。

4.7.1 喪失EMS之影響(Impacts from the Loss of EMS)

電能管理系統(EMS)係一種計算機輔助環境，被電力調度中心調度員用來監測、控制及最佳化發電及/或輸電系統性能(績效)的主要工具。 EMS 允許調度員監視及控制頻率、開關設備的狀態(啟開或關閉）加上控制區域內幹線電力系統(BES)聯絡線及輸電設施上的有效電力及無效電力電力潮流，以及適用的EMS應用程式的狀態[例如，狀態估計(SE: state estimator)、即時偶發事故分析 (RTCA: real-time contingency analysis)、自動發電控制 (AGC: automatic generation control)、警報管理(alarm management)]。

2021年通報了50次EMS相關事件。2017年至2021年期間共提送了371次EMS相關事件報告； 沒有通報導致發電、輸電線路或用戶負載跳脫的EMS相關事件。 圖 4.19 顯示了2017-2021年期間按EMS功能喪失所通報的EMS事件的趨勢。 自2018 年以來，SE/RTCA喪失及控制中心間協議(ICCP: Inter-Control Center Protocol)事件均呈下降趨勢。完全喪失監控或控制能力事件在2017-2019年維持穩定，但在 2020年有所增加，並在2021年保持穩定。SE/RTCA及ICCP喪失下降趨勢有兩個的原因如下：

• 部分喪失事件（例如，SE/RTCA喪失、ICCP喪失、RTU喪失及AGC喪失）不再作為NERC可靠度標準EOP-004-4 強制通報的一部分。 NERC可靠度標準 EOP-004-4已經修改為要求BES控制中心的監控或控制能力完全喪失連續30 分鐘或更長時間才須通報。 修改後的NERC可靠度標準於2019年4月1日在美國及加拿大的一些省份開始生效。 然而，ERO鼓勵透過事件分析程序(EAP: Event Analysis Process)報告EMS的部分喪失，以了解潛在的可靠度風險/對BES 的影響趨勢，因為一些機構繼續這樣做。
• 業界為加強EMS的可靠度及韌性做出了重大努力。 例如，許多機構成立了一個全天候(24×7)現場小組，與電力調度中心調度員一起工作，並為SE及RTCA提供專門支援。 此措施顯著縮短了中斷持續時間，導致許多SE/RTCA 問題無法通報。

圖4.19: 2017-2021年電能管理系統(EMS)相關事件

在這五年期間，EMS部分或全部功能的平均中斷時間（見圖4.20）為70分鐘，計算通報的EMS可用率為 99.99%。

圖4.20: 2017-2021年電能管理系統(EMS)平均中斷(故障)時間

4.7.1.1 EMS喪失之最大貢獻者(Largest Contributor to Loss of EMS)

通報告的EMS事件可以按下列屬性分組：

• 軟體：軟體缺陷、建立模型問題、資料庫損壞、記憶體問題等。
• 通信：設備問題、系統交互裕度不足等。
• 設施：控制中心或資料中心斷電、火警、交流線路故障等。
• 維護：系統升級、工作範圍界定、管理變更、軟體配置或設定失靈等。

圖 4.21 顯示，在2017年至2021年的評估期間，與軟體及通信挑戰相關的中斷是導致 EMS中斷的主要原因。

ERO EAP資料的檢討顯示，在2017年至2021年期間，持續時間超過30分鐘的 361次事件中只有24次或6.5%與外部通信供應商問題有關。 目前，外部通信供應商問題還不是與EMS中斷相關的主要問題。

圖4.21: 2017-2021年電能管理系統(EMS)功能喪失之原因占比

4.7.1.2 評估(Assessment)

軟體及通信故障是導致EMS喪失的主要肇因。 完全喪失監測或控制能力是自 2020年以來最普遍的故障事件，但SE/RTCA的喪失是2017年至2021年評估期間最普遍的事件。 自2018年以來，SE/RTCA喪失事件及 ICCP 喪失事件都在下降，原因是 EOP-004-4 對EMS功能部分喪失通報的影響以及電業為增強 EMS 可靠度及韌性所做的努力。

雖然決策支援工具的故障不會直接導致發電、輸電線路或用戶負載的跳脫，但 EMS故障可能會在正常運轉期間或更重要的是在發生事故擾動期間妨礙調度員的決策能力。 ERO分析了資料並指認出工具及監控系統的短期中斷並不少見，並且電業致力於減少此類事件的頻度及持續時間。

4.8 保護及控制系統日益複雜(Increasing Complexity of Protection and Control Systems)

4.8.1 保護及控制系統(Protection and Control Systems)

隨著互聯發電、輸電及配電資產系統之演進，使用數位資訊及微處理器驅動設備來管理電網自動化工具與系統的數量及類別也在不斷演進。 這種技術多樣化的環境讓調度員幾乎可以在任何地方管理指定的控制，並且成本遠低於其他方式的成本。 如果設計及處理得當，自動化工具可以增強新技術及概念的可靠及安全之使用，變成可能。 另一方面，維護、謹慎更換及升級幹線電力系統(BPS)控制系統資產時，可能導致保護及控制系統誤動作。 誤動作可能引發更頻繁及/或更廣泛的停電事故。 涉及以換流器為基礎發電資源增加之資源配比(Resource mix)變化也會影響廣域保護及增加與配電系統協調保護的需求。

透過評估過去五年北美及各區域可靠度機構的年度誤動作率，並將前四年的平均值與最近一年進行比較（見圖 4.22），可以觀察到可靠度第一(RF)及德州(Texas-RE)區域可靠度機構的誤動作率統計上顯著有下降趨勢。 對於中部可靠度組織(MRO)、SERC、西部電力協調理事會(WECC)或通報NERC的整體誤動作資訊資料分析系統 (MIDAS: Misoperation Information Data Analysis System )資料，並未觀察到具有統計上的趨勢。

2021年 東北電力協調理事會(NPCC)轄區的誤動作率在統計上有顯著增加。從表4.4中誤動作率的組成可以看出，這種增加主要是由於保護系統動作次數急劇減少及誤動作次數的小幅增加所致。 從歷史上看，當保護系統動作次數發生較大變化時，誤動作率就會跟著發生顯著變化。 NPCC誤動作次數的增加是由於在非故障條件下發生的誤動作增加。 此類誤動作佔NPCC在2021年通報的誤動作次數的65%，而在過去四年中，該誤動作佔NPCC誤動作的57%。 這一發現顯示，需要更多資訊來進一步分析誤動作的影響。

圖4.22: 2017-2021年區域可靠度機構轄區年度誤動作率之變化與趨勢

4.8.2誤動作的主要肇因(Leading Causes of Misoperations)

在過去五年中，誤動作的主要肇因一直是電驛不正確設定(標置)及電驛失靈/故障（見圖4.23），這兩項肇因的相對頻度一直在緩慢下降。 2021年還見證了過去五年來事件編碼為「不明(Unknown)/無法解釋(Unexplainable)」的誤動作數量首次增加，從2020年的88次增加到129 次。

圖4.23: 2017-2021年肇因代碼(Cause Code)別之誤動作

4.9保護系統失靈導致輸電跳脫事故(Protection System Failures Leading to Transmission Outages)

2021 年，交流輸電線路及變壓器兩者之每件元件的跳脫次數均略有增加，但均無統計上顯著性（見圖 4.24）。

圖4.24: 2017-2021年系統設備保護失靈跳脫事故

4.9.1與誤動作相關的事件 (Event-Related Misoperations)

對透過RO EAP 通報之合格事件的分析發現，2017年有75次與輸電相關的系統擾動。在這75次事件中，共有47次(63%)事件與誤動作相關。 自2017年以來，ERO及電業利益相關者繼續努力透過各種包括成立及參與各種專案小組、研討會、以及進行更精細的根本肇因分析之倡議來減少保護系統的誤動作。2021年，輸電相關合格事件有69次。 在這69次事件中，31次(45%)涉及誤動作（見圖 4.25）。 在ERO及電業的努力下，過去五年中誤動作事件的數量呈下降趨勢。

圖4.25: 2017-2021年誤動作事件

4.9.1.1進行中的措施(Actions in Progress)

• NERC、區域可靠度機構及利益相關者繼續舉辦有關保護系統的業界網絡研討會，並記錄有關發電機所有者及輸電所有者如何達成高水準保護系統性能的成功案例。
• 誤動作資訊資料分析系統（MIDAS）使用者群組（MIDASUG）繼續透過MIDAS 收集及分析保護系統誤動作資料及資訊，並提供訓練以確保動作及誤動作通報的一致性。

4.10人員績效(Human Performance)

4.10.1與人員績效有關的輸電停電事故(Transmission Outages Related to Human Performance)

• NERC TADS收集各種肇因（包括人為疏失）造成的輸電跳脫事故資料。 人為疏失作為輸電跳脫事故肇因的定義係定義在「TADS資料通報說明書(TADS Data Reporting Instructions)」中。有效利用人員績效(human performance)將有助於減輕對可靠度產生負面影響的主動及潛在疏失。 人員績效的弱點阻礙了組織識別及解決降低有效緩解與行為管理的先決條件之能力。
• 統計顯著性 (Statistical significance) 檢驗已經完成，係將2021年與前四年的平均故障率進行了比較。 對於交流輸電線路，所有由於人為疏失導致之事故頻度都出現了統計上顯著下降（見圖 4.26）。 對於變壓器來說，人為疏失造成的運轉停電事故也看到在統計上顯著減少； 然而，由人為疏失所造成的自動及所有故障事故的頻度在統計上沒有顯著變化（見圖 4.27）。

圖4.26: 2017-2021年交流輸電線路人為疏失引發之事故

圖4.27: 2017-2021年變壓器人為疏失引發之事故

4.10.2.1 涉及人員/組織績效肇因事件之趨勢(Trends of Events Involving Human/Organization Performance as a Root Cause)

在ERO EAP中，個別人員績效及管理/組織之肇因集(cause sets)識別出可直接追溯到導致或促成通報事件之個人或管理行為或組織方法(或缺乏）的事件或條件。 2021年，人員/組織績效被確定為已處理事件肇因的46%（見圖4.28）。 這是高於前幾年，但可能無法完全預測最終之百分比，因為超過一半的2021年事件尚未找到最終的根本肇因。 同一時期，按優先順序列出的前五個詳細根本肇因，下列是管理或組織績效類別之成因：

• 對已知或重複問題的校正措施反應沒有及時處理
• 設計出力範圍不足
• 管理政策指南或期望沒有明確定義、理解及/或執行
• 工作範圍界定沒有確認特殊情況及/或條件
• 未考慮或未識別系統的交互作用

圖4.28: 2017-2021年人員/組織績效肇因事件

在 2021年處理的事件中，有3個與2020年指認的前五個肇因相同。兩個肇因-「工作包裹準備不足(Inadequate work package preparation)」及「與變更相關風險/後果未充分審查/評估(risks/consequences associated with change not adequately reviewed/assessed)」-被替換為「對已知或重複問題校正措施沒及時處裡」，及「設計出力範圍不足」。

前五個詳細的肇因加上明顯的潛在增加表明，電業存在透過增加對管理及組織績效以及工程設計領域之關注來提高BPS可靠度的機會。 在管理及組織績效領域之可能促成因素及肇因，包括方法、措施及/或實務不足的子類別，諸如管理方法、資源管理、工作組織及規劃、監督方法及變革管理。 工程及設計領域可能的促成因素及肇因包括確保工程小組具有強大的同業評審過程，以指認出程序疏失及設計需要負責包含的所有考慮因素。

4.10.3人為疏失及保護系統誤動作(Human Error and Protection System Misoperations)

保護系統誤動作仍然是BPS可靠度的重要指標； 人為疏失是導致誤動作發生的潛在肇因之一。 圖4.29顯示了過去五年區域可靠度機構因人為疏失造成的誤動作次數。 誤動作資訊資料分析系統(MIDAS)中通報的人為疏失誤動作有兩種不同的肇因：校準後人員疏失(As-left Personnel Errors) 及不正確設定/邏輯/設計疏失(Incorrect Settings/Logic/Design Errors)。 這些總計約佔過去五年誤動作的40%，詳細描述如下：

• 校準後人為疏失(As-left Personnel Errors)：這些誤動作係由於複合式保護系統(composite protection system)在維護或施工程序後之校準情況發生的。 其中包括測試開關保持打開狀態、與不正確繪圖無關的接線錯誤、載波接地未到位、標置(設定)用在不對電驛中，或者電驛中的標置與工程預定及批准的標置不匹配。 這包括不正確的標置群組之人員啟用。
• 不正確標置/邏輯/設計錯誤：這些是由於以下錯誤導致的誤動作：
• 不正確的標置：這些是與機電式或靜態電驛(electromechanical or solid-state relays)相關頒布的錯誤標置、以微處理器為基礎的電驛之保護元件標置以及由不精確模擬模型引發的標置錯誤。 它不包括邏輯錯誤肇因代碼中討論的邏輯錯誤。
• 邏輯：這包括頒布的邏輯標置中的錯誤以及與程式化微處理器電驛輸入、輸出、用戶自定義邏輯或映射到通信或物理輸出點之保護功能相關的錯誤。
• 設計：這涉及不正確的物理設計。 樣例包括交流或直流單線圖或接線圖上的錯誤配置或錯誤應用之保護設備。

圖 4.29 顯示了區域可靠度機構之間不同的誤動作數量之變化。 五年趨勢整體上顯示出由人為錯誤引發的誤動作呈穩定或下降趨勢。

圖4.29: 2017-2021年各可靠度機構轄區由於人員疏失之保護系統誤動作次數

4.10.3.1進行中之緩解措施(Actions and Mitigations in Progress)

• 電力可靠度組織(ERO: Electric Reliability Organization)已經指認出工作人力能力及人員疏失對幹線電力系統(BPS)可靠度之可能威脅。 ERO根據管理、組織及個人貢獻對這些廣泛的主題進行分類以供分析。 資料表明需要關注與保護系統相關的個人行動及組織性流程/程序。
• ERO企業每年提供教育機會，來幫助電業了解並專注於透過人員表現的概念、方法、技術及程序來減少人員疏失。
• 區域可靠度機構一直在與本地電業工作小組合作，檢討審查並幫助解決通報的誤動作及其他人員表現(績效)問題。
• ERO 事件分析計劃繼續進行。
• 與人員績效相關的區域可靠度機構特定活動繼續進行。

4.11 資通網絡及實體安全(Cyber and Physical Security)

2021年，NERC的電力資訊共享與分析中心 (E-ISAC: Electricity Information Sharing and Analysis Center ) 及電業面臨著前所未有且無情雙重的安全威脅情勢（見下圖）。

上述主題只是威脅北美電網的一些重大挑戰。 E-ISAC為其會員及合作夥伴提供資源、洞察力及領導力，來確保其資通網絡及實體基礎設施的安全。

4.11.1 網絡安全威脅(Cyber Security Threats)

2021年，資通網絡安全威脅情勢給電業帶來了嚴峻挑戰：地緣政治事件、新漏洞(vulnerabilities)、技術變革以及越來越大膽的資通網絡犯罪分子及駭客活動分子。 E-ISAC採用雙管齊下的方法應對這些威脅：對特定事件的積極反應及專門的趨勢分析，來適應會員及合作夥伴組織的運轉及資訊技術環境。

4.11.1.1 供應鏈(Supply Chain)

2021年整年，北美電業經受了一系列針對數位供應鏈的攻擊，其中涉及現在熟悉的名稱：SolarWinds、Microsoft Exchange、Pulse Secure 及 Kaseya。 雖然幹線電力系統(BPS)的可靠度維持完好，但這些攻擊的複雜性及大膽性顯示，民族國家(nation-state)對手及有組織的資通網絡犯罪分子有能力破壞關鍵基礎設施，並且越來越願意這樣做。

E-ISAC採取領先業界的腳色，在應付從2020年延續到2021年的 SolarWinds 供應鏈妥協讓會員及合作夥伴了解不斷變化的情勢。 E-ISAC分析師在1月及 2月發布了與SolarWinds相關的佈告。 E-ISAC在其安全門戶網站（該組織的安全在線資訊中心）上建立了一個專用網頁，供會員及合作夥伴在「一站式商店」中輕鬆上網更新。E-ISAC利用其網站為公眾共享電業資源。 E-ISAC 還共同領導了電力分部門協調委員會(Electricity Subsector Coordinating Council) 由政府及電業合作夥伴組成的老虎小組(Tiger Team)，協調統一應付危機。

除了對供應鏈的攻擊之外，可疑資通網絡事件（包括漏洞）、資通網絡釣魚、惡意軟體、拒絕服務及其他資通網絡相關報告之通報也顯著增加。

認知到主動趨勢分析及預警係對集體防禦至關重要，E-ISAC也全年開發資源以幫助會員及合作夥伴識別資通網絡趨勢與威脅，並開始透過可用資料集進行威脅掃描搜尋，包括了資通網絡安全風險資訊共享計畫(Cybersecurity Risk Information Sharing Program)。

2021年12月，在Log4j Java 遠端代碼執行漏洞（也稱為「Log4Shell」）出現期間，E-ISAC再次展示了其能力。 E-ISAC透過推出包含緩解資訊的全點公告並定期更新，楬櫫了在數十億台設備中發現的這一漏洞之嚴重度。

4.11.1.2 地緣政治威脅(Geopolitical Threats)

在2021年整年，E-ISAC 觀察到來自中國、伊朗、朝鮮及俄羅斯等老練對手對北美關鍵基礎設施的潛在威脅。

2021年，拜登政府啟動了一項為期100天的計劃，以保護美國關鍵基礎設施並提高對運轉技術環境的持續性及戰略性威脅的可見度。 認知到這項工作的重要性，E-ISAC 利用其先進分析工具-包括資通網絡安全風險資訊共享計劃及其使用 Neighborhood Keeper-透過提高電業界關鍵工業控制系統之可見度來支持100天計劃。 E-ISAC也向其會員及合作夥伴傳達了保護這些系統的必要性，鼓勵他們分享他們在自己的資通網絡上檢測到的內容

E-ISAC門戶網站係讓會員及合作夥伴了解最新地緣政治事件的重要樞紐。 在今年下半年俄羅斯及北約之間因烏克蘭受到威脅而關係日益緊張的時期就說明了這一點。 電業的主要擔憂之一是，在發生衝突時，與俄羅斯有關聯的對手可能會對北美關鍵基礎設施發動升級的資通網絡攻擊。 整個12月，E-ISAC分析師在其門戶網站上積極分享了衝突的可能影響，以及以前與俄羅斯相關活動的交易技巧及緩解措施。 12月中旬還與美國能源部及下游天然氣以及石油及天然氣 ISAC舉行了一次網絡研討會，以提高警惕並進一步加強業界準備。

E-ISAC也在其門戶網站上建立了一個新的資訊網頁，其中包含 E-ISAC分析、新聞及其他有關來自民族國家對手的威脅資訊。

4.11.1.3 勒索病毒軟體(Ransomware)

2021年，「勒索軟體即服務(ransomware-as-a-service)」幫派實施的資通網絡攻擊升級，對關鍵基礎設施構成重大威脅。電力公司發現，針對公用事業公司系統的勒索軟體攻擊有所增加。 然而，這並沒有導致停電，即使全年的攻擊都變得越來越複雜及大膽。

2021年5月針對 Colonial Pipeline的高調勒索軟體攻擊引發了全國對關鍵基礎設施資通網絡攻擊破壞日常生活可能性的關注，因為它迫使一條 5,500 英里長的東海岸主要汽油管道關閉了六天。 儘管此事件並未直接影響電業，但 E-ISAC 透過在給會員及合作夥伴的特別通報中強調對手的交易手段，提供了更多資訊及背景。

E-ISAC 利用其資通網絡工具及合作夥伴關係來監控勒索軟體攻擊，並向會員及合作夥伴通報對公用事業的特定威脅。 例如，E-ISAC 在12月發布了一份所有要點佈告(all-points bulletin)，概述了受 Conti 勒索軟體活動影響的公用事業。 E-ISAC 與受影響的公用事業合作，開發了有關勒索軟體攻擊特徵的寶貴資料，諸如攻擊主要發生在周五晚上或週六早上。

使用數位資訊及微處理器驅動設備來管理電網的自動化工具與系統正在激增，係以可靠、及時及安全的方式實施新技術至關重要。 NERC的BPS 安全及電網轉型部門積極與業界合作夥伴合作，以解決利用雲端技術、分散型電源(DER)、DER 聚合商(Aggregators)、零信任(zero-trust)網絡架構等工具之新技術及實務的實施。

4.11.2 實體安全威脅(Physical Security Threats)

雖然2021年電業的實體安全事件總數略有增加，但最嚴重的事件類別整體上有所下降。 然而，國內極端組織對電業的持續威脅繼續存在，使用未經授權的飛行器或無人機。

4.11.2.1國內極端分子(domestic extremist)

E-ISAC在2021年整年密切注意國內極端組織的各種活動，並為會員及合作夥伴增加知識基礎，幫助他們保護基礎設施免受破壞。 E-ISAC的實體安全分析師彙編並共享了有關電網威脅的資訊。 會員及合作夥伴組織也透過及時在 E-ISAC門戶網站上發布PO文來提高整體意識。 這加強了雙向資訊共享對E-ISAC 及業界兩者之價值。

4.11.2.2 無人機(Drones)

使用未經授權的無人駕駛飛機或無人機為關鍵基礎設施，諸如輸電電力線及發電設施，帶來了另一個潛在的安全問題。 E-ISAC讓會員及合作夥伴了解關鍵基礎設施周圍未經授權的無人機活動，並提供緩解指南。

4.11.2.3 新冠病毒(COVID-19)

最後，COVID-19大流行持續到2021年，因為擴展的遠距操作環境帶來了額外的資通網絡安全問題。 E-ISAC與其他業界一起創新，創造了一個「新常態(new normal)」操作環境，提供額外的虛擬產品及遠距工作環境的彈性。

第五章可靠度性能(績效)目標之裕度水準(Chapter 5: Adequate Level of Reliability Performance Objectives.)

可靠度裕度水準(ALR: Adequate Level of Reliability)係幹線電力系統(BES )之設計、規劃及運轉在滿足ALR定義中規定之可靠度性能目標 (RPO: reliability performance objectives)時所達到的BES可靠度狀態。  ALR的RPO闡明了系統規劃人員及調度運轉人員每天在做應達到的目標，以確保BES是可靠的。 這些代表了NERC 性能分析小組委員會及 NERC可靠度評估幕僚在本「可靠度報告」中尋求通報的性能底線目標。

 本章重新組織了前幾章中提出的個別發現，以提供幹線電力系統(BES)可靠度的最終整合總結，該總結與五項可靠度裕度水準(ALR)可靠度性能目標(RPO)（見表 5.1）中之每一項直接一致，以便可以隨著時間的推移一致地跟踪它們。 可靠度指標 M4、6、8、9、11-15 及 M-17 每年計算一次，並為此目的採用在表 5.1中。 在適當的情況下，東部、魁北克、德州及西部互聯系統（EI、QI、TI 及 WI）以及相關輸電元件(交流輸電線路及變壓器）個別之每項指標的年對年同比及滾動五年趨勢，予以顏色編碼。除了確認未來SOR中必須解決的資料差距外，本章不尋求增加到前面介紹的敘述中，而是簡單地總結了與ALR RPO相關的整體發現。

在審視表5.1時，請務必牢記可靠度性能目標(RPO)1-3係定義有關更可能之預先定義擾動，這些擾動是BES被計劃、設計及運轉時要承受之擾動。 相反，RPO 4及5係不能被定義之有關更可能擾動。

對於這些不太可能但通常極其嚴重的事件，BES所有者及調度運轉者可能無法採取任何經濟上合理或實際的措施來防止或減輕其對BES的不利可靠度影響 (ARI: adverse reliability impacts)，儘管這些事件可能導致系統連鎖、不受控制的分離、或電壓崩潰。 因此，這些事件通常落在BES所有者及調度運轉者的設計與運轉準則之外。 不太可能發生的嚴重事件包括，例如，由於龍捲風而跳脫了路權全部線路，或者由於颶風或其他嚴重的自然現象而同時或幾乎同時發生的多重輸電設施跳脫事故。

在正常運轉條件下及預先定義擾動（亦即電力系統規劃、設計及運轉之更可能的擾動）發生期間，2021年BES沒有發生系統不穩定、失控分離、連鎖事故或電壓崩潰。 此外，在 2021年的這些運轉狀態期間，BES頻率及電壓維持在定義的參數範圍內。遏制期間(arresting period)及穩定期間(stabilizing period)的頻率反應分析顯示所有互聯系統的性能穩定或改善，如指標M-4、互聯系統頻率反應A至B，及 M-4.1，互聯系統頻率反應A到 C，在表 5.1中得到證明。 評估 BES 電壓性能的具體指標尚未制定； 然而，對ERO事件分析資料的審查顯示，2021年沒有欠壓或過壓合格事件。

在去年的可靠度狀況報告(State of Reliability report)中，NERC對前一年由於極端天氣引起的大型輸電事件引入了新的分析，量化了復電及恢復活動之某些方面項目，但沒有量化用戶負載的復電。 這項新分析為BES在遭遇極端天氣事件後恢復到穩定互聯狀態的效率提供了重要見解。 然而，量化在這些事件期間恢復資源及負載之效率需要額外的新分析及措施。

2021年，BES遭受了一些不太可能及嚴重的事件，如第2章中討論並在附錄 A 中進一步擴展的極端日SRI所證明的那樣。在每種情況下，都避免了惡化可靠度衝擊 (ARI: Adverse Reliability Impacts)，以及透過調度員根據第三級能源緊急警報(EEA 3)規定採取的行動維持了可靠度裕度水準(ALR)。此外，BES的復電係以受控及協調的方式進行的，例如，在為艾達颶風發展的第2章 BES元件復電曲線中可以看出。 雖然ALR在2021年得到維持，但表5.1中顯示係屬於監視類別的可靠度指標，突顯出持續關注的領域，這些領域是本通報中提供的許多建議的基礎。 這些指標及措施的改進將可能會反映出低機率擾動的嚴重程度降低，以及在主要系統擾動後在及加速BES復電期間強化BES韌性。

除了改進及開發包括負載復電在內的復電及韌性指標外，透過增加能源裕度及電壓指標，對過去一年BES在提供ALR方面的績效年度評估將得到顯著強化。 填補表5.1中的目前空隙將需要NERC的性能分析小組委員會、ERO企業可靠度評估幕僚與業界進行負載復電定義及分析，以及能源與度及電壓指標之開發。

附錄 A：互聯系統級別之補充分析(Supplemental Analysis at Interconnection Level)

A.1互聯系統別之嚴重度風險指數(Severity Risk Index by Interconnection)

雖然整個北美、東部-魁北克互聯系統(EI-QI) 及 西部互聯系統(WI)的每日嚴重度風險指數(SRI: Severity Risk Index)平均值有些相似（2017-2021年平均每日 SRI分別為 1.43、1.31 及 1.63），但北美與兩個互聯系統中的每一個之間每日SRI的變動性差異相當大。與2017-2020年的EI-QI及WI相比，北美 SRI 的標準差在統計上顯著較低，而 2021年在統計上顯著更高。NERC 2021年標準差比平均四天之2017-2020年每日SRI增加了六倍，係由於SRI計算時計入德州2021年2月寒冷天氣影響負載跳脫停電之資料所致。

下列章節呈現過去五年、當年前10天、以及EI-QI及WI之前5年前 10 天趨勢的回顧。

A.1.1東部-魁北克互聯系統(EI-QI)

表A.1所顯示EI-QI的累積SRI與2017-2020四年期間的平均值相比下降了 3%。 在 EI-QI中，2021年累計SRI係五年(2017-2021)的中位數； 它在統計上顯著低於 2018 年，但在統計上不低於或高於其他年份。

EI-QI排名前10名的SRI日之全年分佈如圖A.1（編號圓圈）所示。 在 EI-QI 中發生的前10日中，共有6日對北美通報的前10日SRI做出了貢獻。 2月的寒冷日氣事件是EI-QI中最大的單一因素，造成前10日中的3日，其次是艾達颶風以及雷雨及龍捲風。

圖A.1: 東部-魁北克互聯系統前十日標籤之每日嚴重度風險指數(SRI)，90%信心區間

2021年的前10日與圖A.2所示的前四年各年進行比較時，2021年最差日之最高每日SRI值，係略好於其餘8日的每日SRI值平均值。

圖A.2: 東部-魁北克互聯系統年度最高每日嚴重度風險指數(SRI)日，按降冪排列

表 A.2 提供了各成分對EI-QI前10個SRI日的貢獻的細節。前 10日中有8日發電跳脫是主要原因。

表A.3中以紅色顯示的2021年前十個SRI日中有兩個都與寒冷天氣事件有關，並被包括為 EI-QI的史上最高SRI日。

A.1.2西部互聯系統(Western Interconnection)

2021年西部互聯系統(WI)累計SRI(見表A.4）顯示出比2017-2020年的前四年增加了9%。 2020年累計SRI是所分析的五年中最高的，在統計上顯著高於 2018年及2020年。除了2017年的發電及輸電外，所有三個SRI累計成分（表 A.4）均比往年有所增加。

如圖A.3所示，2021年WI的前十個SRI日主要集中在冬季月份，整個夏季都有一些超出控制限值的日數。 SRI排名前三的日(帶編號的圓圈）與冬季日氣有關，另外三個與強風條件部分相關。 所有三個SRI成分的較高值貢獻給202年的前十日。

圖A.3: 西部互聯系統前十日標籤之每日嚴重度風險指數(SRI)，90%信心區間

如圖A.4所示，將2021年的前十日與前四年的每年進行比較時，2021年最嚴重日大約是平均水準，但比較不嚴重的日數高於歷史年份。

圖A.4: 西部互聯系統年度最高每日嚴重度風險指數(SRI)日，按降冪排列

表A.5提供了各成分對WI前十個 SRI日的貢獻的細節； WECC是WI中唯一的區域可靠度機構。

表 A.6中以紅色顯示的2021年SRI前十日中有兩日被列為WI的歷史最高 SRI 日。

A.3 互聯系統別之極端日分析(Extreme Day Analysis by Interconnection)

2021年輸電及發電之極端日分析係按互聯系統別來呈現。 TADS通報的最大 MVA或GADS通報的 2021年淨最大容量係顯示在圖A.5-圖A.10的右上角。影響較小之輸電日沒有明確列出已經過調查過的肇因，以及係由於同一時間跳脫或較小的未命名天氣事件。 影響較小的發電日沒有明確列出已經過調查的肇因，以及被提高到超過大型機組同一時間跳脫門檻值。

圖A.5: 2021年東部-魁北克互聯系統(EI-QI)極端日期間之輸電衝擊

圖A.6: 2021年東部-魁北克互聯系統(EI-QI)極端日期間之發電衝擊

圖A.7: 2021年德州互聯系統(TI)極端日期間之輸電衝擊

圖A.8: 2021年德州互聯系統(TI)極端日期間之發電衝擊

圖A.9: 2021年西部互聯系統(WI)極端日期間之輸電衝擊

圖A.10: 2021年西部互聯系統(WI)極端日期間之輸電衝擊

附錄B: 輸電系統韌度與統計(Appendix B: Transmission System Resilience and Statistics)

B.1 從停電、復電、及績效曲線計算韌度統計 (Resilience Statistics Calculated from Outage, Restore, and Performance Curves)

2018年NERC 可靠度議題指導委員會(RISC)韌度報告(2018 NERC RISC Report on Resilience)、2020年IEEE技術報告「PES-TR83 電業之韌度架構、方法、及指標(PES-TR83 Resilience Framework, Methods, and Metrics for Electricity Sector)」包括由NERC、FERC、DOE、北美輸電論壇及IEEE制定的韌度定義(definitions of resilience)。這些定義列出了強韌電力系統的幾個主要屬性/能力，可摘要如下：預測或計劃、吸收或承受、適應或防範、恢復或減少系統極端事件持續之期間。 IEEE 技術報告還將惡劣天氣確定為最常見引發停電事故來測試現代電力系統的韌度。

NERC可靠度狀況報告(SOR)的這一章節說明了量化電力系統不同能力/屬性韌度之幾個指標，並以選定之2021年大型系統事故進行計算與討論（參見本附錄B中，以極端天氣類型劃分的 2016-2021年輸電系統韌度統計之章節）。

這些韌度指標也可能取決於導致這些輸電事故極端天氣的特徵（例如，天氣類型、幅度、持續時間、風速），因此只有當TADS資料與詳細天氣資料及其他相關資訊（例如地理及人口統計資料）。其他資料可能有助於評估系統預測及計劃極端事件的能力，例如有關寒冷天氣準備、颶風準備等等業界的實務訊息；目前，無法使用可用資料追踪這些屬性。本節將詳細討論其他屬性。

B.1.1  吸收或承受及適應或防範(Absorb or Withstand and Adapt or Protect Against)

事故大小(Event size)係指在事故中的停電次數或總 MVA 跳脫，及量化天氣對輸電系統的總體影響。

停電過程持續時間(Outage process duration)是事故中最早停電開始時間及最後的停電開始時間之間的時間。與事故持續時間(event duration)相比，停電過程持續時間相對較小，主要由引發事件的極端天氣之持續時間來決定。

停電率(outage rate)是在停電過程持續時間內發生停電的頻度。它近似線性，係取決於系統吸收極端天氣的能力。對於 2021 年的事故，停電率從 東部互聯系統四月龍捲風(EI April tornado)之每小時 4 個元件到艾達颶風的每小時17個元件不等。

首次復電時間(Time to first restore)是最早停電開始時間與最早復電時間之間的時間。它也測量系統吸收、承受及防範極端天氣的能力。首次恢復的時間非常短，通常不超過一小時。 2021年，德州互聯系統(TI) 2 月寒冷天氣事故的首次復電時間最短（只有5 分鐘），東部互聯系統四月龍捲風(EI April tornado )最長（3.5 小時）。

性能曲線的最低點(nadir of a performance curve)指示最大同時跳脫元件數或最大同時跳脫 MVA 量之負數值。最大同時跳脫的元件數始終小於或等於事故中的停電數。

總停電元件-天數與總停電MVA-天數(The total element-days lost and the total MVA-days lost)是大型事故的重要統計資料，它們是從事故性能曲線中時間軸與曲線之間所涵蓋之面積計算出來的。這些指標分別量化了事故期間的最大降級水平及總停電量（以元件、及MVA為基礎），還說明了系統承受及防範極端天氣的能力。圖 B.1 及圖 B.2 顯示了西部互聯系統( WI )1月冬季風暴事故的圖表，該事故是2021年的第二大事故，共有144次停電。西部互聯系統( WI)的冬季風暴也有第二低的最低點 -79（在颶風艾達之後），以及 東部互聯系統(EI) 12 月的龍捲風事故，其停電量114,393 MVA-天為第二大。圖案面積（陰影顏色）展示了計算中所使用的面積。後一個事故也是2021年第二長的事故。兩次長時間的500 kV交流輸電線路停電佔12月龍捲風事故所造成的總 停電MVA-日的一半以上。

圖B.1 2021年1月冬季風暴事故性能(Performance)曲線(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖B.2 2021年12月龍捲風事故以MVA為基礎之性能(Performance)曲線(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

儘管由不同類型的極端天氣引起，這兩個事故仍然具有非常相似的以元件為基礎的停電率（1月的冬季風暴事故與12月的龍捲風事故分別為每小時 7.95與7.34元件），以及基於 MVA的停電率（每小時 2,296及2,446 MVA）。這些事件的首次復電時間比通常看到的並類似的時間長（分別為142 與153分鐘）。

B.1.2復電或減少持續時間

下一組重要韌度指標(resilience metrics)，說明並追踪極端天氣期間及之後的電網復電。

事故持續時間(Event duration)是系統復電能力的指標。圖 B.3 中基於輸電元件的曲線顯示了2021年12月15日，東部互聯電力系統(EI )中的雷電暴風雨事故，持續時間為 16.4 天。圖 B.4 顯示了2021年2月德州的寒冷天氣事故，持續時間為34小時，這是 2021 年最短的大型輸電系統事故。這兩條曲線顯示相同的20天時間尺度，兩者復電過程幾乎立即開始（TI 事故在5分鐘內、EI事故則在事故開始的31分鐘內）。雖然2月德州的寒冷天氣事故，所有停電都以幾乎線性每小時0.8次速率快速復電，但東部互聯電力系統( EI )事故的復電過程係典型的大型事故：它進展迅速，然後放慢直到幾乎所有元件都復電，除了少數繼續停電有很多天。

圖B.3 2021年12月強風雷風暴(Thunderstorm)事故停電、復電、及性能曲線(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖B.4 2021年2月寒冷天氣事故停電、復電、及性能曲線(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

大型事故的分析證實，停電元件的完全復電，尤其是在大型事故之後，可能需要很多天–在所有用戶負載都恢復供電之後。為了量測及追踪部分主要的復電，定義了兩個額外的指標： 停電95%的復電時間、及受事故影響95% MVA的復電時間。

圖B.3及圖B.4顯示了事故95%復電水準：在東部互聯電力系統(EI)事故中，83次停電在事故開始後的5.9天內恢復（或總事故持續時間的 36%）；在德州(TI) 事故中，26 次停電在 32.6 小時內恢復（或總事故持續時間的 97%）。平均而言，對於2021年的大型事故，恢復95%的停電時間佔事故持續時間的 58%，復電95% MVA的時間佔事故持續時間的 59%。

B.2 2016-2021 年極端天氣類型的輸電系統韌度統計

B.2.1極端天氣類型

停電分組程序確定了2016-2021年的70件大型輸電事故，只有一件與天氣無關[後者是由於不正確的現場修改及系統特殊保護系統(RAS)動作導致部分系統崩潰]。 69件大型天氣-相關的事故是由圖B.5中所列之極端天氣類型引起的。如果一起觀察幾個天氣因素（例如，颶風大風、龍捲風大風），則確定輸電停電的主要原因是極端天氣類型。多個來源用來確定與每件大型輸電事故相關的極端天氣事故[例如，NERC的每日幹線電力系統(BPS)意識報告(awareness reports)、NERC的事故分析管理系統 (TEAMS: The Event Analysis Management System)、國家海洋及大氣管理局資料、公共媒體報導]。

  圖B.5 2016-2021年極端氣候相關類型事故統計圖(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖B.6 顯示了按極端天氣類型劃分的2016-2021年事故選定之韌度(復原力)統計資料。颶風造成了平均停電130次最大的輸電事故，而其他組的平均大小相似，從32到45次停電。元件同時跳脫之最大數量（事故最退化的狀態係性能曲線中所指示的最低點）由停電率及復電率兩者決定，平均等於事故大小的 62%。冬季事故的平均百分比最小（52%），龍捲風事故的平均百分比最高（71%）。由於冬季天氣事故及龍捲風事故的停電率相似，因此這種差異表明龍捲風期間及之後的復電速度比極端冬季天氣期間及之後要慢。

圖 B.7 比較了平均事故持續時間與平均臨界復電持續時間（恢復95%停電及95% MVA 之時間）。 兩次火災事故之一[2020年西部電力協調理事會(WECC) 野火]持續時間為 87天，嚴重影響了該組的平均持續時間。 對於其他組別，事故持續時間與事故大小正比相關。 對於所有天氣類型，恢復95%停電的時間遠短於總事故持續時間（平均而言，從颶風事故持續時間的40%到冬季天氣事故持續時間的67%）。 對於恢復95% MVA的時間，這些百分比範圍從火災事故持續時間的33% 到龍捲風事故持續時間的 73%）。

圖B.6 2016-2021年極端天氣類別之大型天氣相關事件韌度統計曲線(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖B.7 平均事故持續時間與平均臨界復電持續時間之比較(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖B.8 2016-2020 年各天氣類型的大型輸電事故統計(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

圖B.9 2017-2021 年各天氣類型的大型輸電事故統計(資料來源：2022 State of Reliability Report, NERC)

總體而言，事故持續時間具有非常高的可變性。對於2016-2021年的大型天氣事故，90%的信賴區間(confidence interval)（所有事故持續時間第5個及第95個百分位數之間的區間）範圍為17小時到2,073小時，而恢復95%停電的時間的信賴區間範圍為13至549小時，恢復 95% MVA的時間的信賴區間為8至485小時。這使得臨界復電持續時間成為量測及追跟踪輸電系統復電及減少因極端天氣所引起的停電事故持續時間之能力的首選指標。

B.2.2韌度統計資料之變化：2017-2021年事故與2016-2020年事故

韌度統計資料已針對2017-2021年及2016-2020年的大型天氣相關事故予以計算，並分析了極端天氣類型的指標變化。由於某些組別(例如火災)中每年發生的事故數量很少，因此選擇了5 年時間區段。

圖 B.8 和圖 B.9 中的氣泡圖顯示了根據極端天氣類型劃分的大型天氣相關輸電事故組別；圖 B.8 中的五個氣泡對應於2016-2020年合併資料的組別，圖 B.9 中的五個氣泡顯示了2017-2021年合併資料的相同組別。氣泡的大小代表組的大小。氣泡中心的 X 軸顯示恢復該組事故95%停電的平均時間； Y 軸顯示事故的平均停電次數。氣泡顏色表示每組的平均MVA-天停電量：低於 30,000 MVA天數顯示為藍色，介於 30,000 及 100,000 MVA 天數之間顯示為黃色，高於 100,000 MVA 天數顯示為橙色。

從圖 B.8 到圖 B.9 相同極端天氣類型的氣泡大小或位置的變化可能指出性能有所改善或下降。雖然組的規模沒有顯著變化，但由於平均事故大小及恢復95%停電平均時間的增加，颶風組的位置發生了明顯變化。這些變化以及顏色從黃色到橙色的變化是由於將颶風艾達(Ida)添加到該組中所造成的，這是 2021 年最大、最長及最有影響的輸電事故。艾達在該組中取代了2016年颶風馬修(Matthew)及赫敏妮(Hermione)，那是更小及更短的事故。同樣，龍捲風組受到 2021 年12月龍捲風的影響，讓龍捲風的MVA-天數停電量僅次於颶風艾達。

B2.3結論：

NERC人員使用與天氣相關的大型輸電事故的停電及復電流程來定義幾個韌度統計資料，這些統計資料量測及追踪電力系統吸收或承受、適應或防範、恢復及減少極端天氣事故的範圍及持續時間之能力。本分析的幾個結論與觀察結果如下：

• 颶風對輸電系統造成最大、最長及最有影響的事故（以元件及MVA-天數衡量停電）。颶風艾達是2021年規模最大、持續時間最長的事故，也是 2016-2021 年影響最大的事故。
• 通常，在大型輸電事故期間系統最降級的狀態（最大同時的元件及MVA出力停電數）係在事故開始後相對較快地發生，並且系統在此狀態下僅保持幾分鐘。最降級狀態的平均值約為事故大小之62%。
• 恢復過程在事故開始後迅速開始（通常在第一個小時內），進行得很快速，然後變慢下來。通常單一（或幾個）元件在很多天甚至幾週內都沒有復電。
• 達到95%的恢復水準要比事故持續時間相對得快得多。平均而言，恢復95%的停電需要大約55%的事故持續時間，恢復95%的MVA需要大約53%的事故持續時間。
• 颶風艾達Ida)在6年的資料中產生了MVA最大出力量及最大的MVA-天數停電量，導致颶風組的韌度指標發生了負面變化。東部互聯電力系統( EI) 12月龍捲風是六年來影響最大的龍捲風事故，同樣影響了龍捲風組。其餘按天氣類型（冬季天氣、火災、雷電暴風雨、強風）的事故組從2016-2020年到 2017-2021年，都沒有顯著變化。

附錄 C：貢獻者(Contributions)

NERC 向提供技術支持及指認需要改進領域的許多人以及整個電業中每天不懈努力讓電燈持續點亮的所有團體與個人表示感謝。茲摘錄NERC致謝之業界團體及員工(團體負責人與員工姓名略去)如下表：

參考資料：

2022 State of Reliability Report- An Assessment of 2021 Bulk Power System Performance NERC

https://www.nerc.com/pa/RAPA/PA/Pages/default.aspx

六十多年前臺北工專學生生活之追憶(三)-漫談母校戰後時期之改制升格變遷

內容：

三、漫談創校111年歷史的臺北工專(現今台北科大)母校-戰後時期(1945-至今)

3.1戰後國民政府接收-更名台灣省立台北工業職業學校

3.1.1接收更名學制改編之台灣省立台北工業職業學校杜德三擔任第一任校長

3.1.2民國35(1946)年9月杜德三校長調任屏東市建設局長改由省立台南工專

王石安校長兼任

3.1.3民國35(1946)年10月省立台南工專升格「工學院」，王石安免兼台北工職校長，改派簡卓堅擔任

3.2 省立台北工職升格台北工專之歷程

3.2.1升格台北工專之峰迴路轉

3.2.1.1  1946/5/26母校校友會「大安工業俱樂部」舉行校友會討論台北工業學校升格

3.2.1.2  1946/9/25本省各界名流黃朝琴議長等組「台北工業職業學校昇格促進委員會」偕同母校及校友會向長官公署請願

3.2.1.3  請願獲長官公署教育處長范壽康支持，簽呈行政長官批准於民國36學年升格

3.2.1.4  民國35年10月民報刊登台北工職升格報導

3.2.1.5  民國36年228事件長官公署與中央政府聯繫橫生問題，9月突奉教育廳飭知未奉教育部核准改制前，暫用代辦省立工學院台北專科分班

3.2.1.6  1947/9/16母校同學會代表林提灶與家長會代表向省參議會提請願書

3.2.1.7  1947/9/20省參議會將請願書轉呈南京教育部

3.2.1.8  1947/10/11南京教育部回復請願未便照辦

3.2.1.9  1947/10/28省參議會通知教育部回復請願未便照辦復文

3.2.1.10  1947/12/14省參議會審查年度預算「補充意見」，建請台北工專與台大合併節省經費

3.2.1.11  1948/2/2省參議會駐委例會財政廳長說明，台北工專與台大合併不可行

3.2.2民國37(1948)年7月省政府改變策略以增設一所工業專科學校代替台北工職申請升格，但仍借用工職教室上課

3.2.2.1 民國37年1月朱家驊教育部長來台視察，臺省各界名流請准將臺北工職昇爲專科學校，但仍未獲回應

3.2.2.2  1948/7/27公論報報導「省立台北工專 當局決定開辦-增設一新工專」

3.2.2.3  1948/8/6公論報報導「省立台北工專 即將開始招生」

3.2.2.4  1948/9/13省教育廳長許恪士趁晉京力爭台北工專設立獲准，坎坷升格夢迂迴成真

3.2.2.5  「台北工職升格工專」坎坷升格夢，終於成真的感嘆

3.2.2.6  1948/10/28-29台北工專招生考試完竣，11月開學

3.2.2.7  11月1日母校台北工專校慶日的由來

3.3  1949/7/25顧柏岩接長省立台北工職及台北工專籌備處主任，1949/10/5改調台北工專校長

3.4  1950/11/12台北工專同學會建塔揭幕紀念母校升格，陳雪屏教育廳長預祝母校將來擴充為工業大學

3.5  1952/12/22台北工專校長顧柏岩因事辭職，教育廳長簽呈宋希尙接任

3.6  1953/4/1交流電機學泰斗台大余耀南教授蒞校學術演講

3.7  1953/5/17台北工專校長宋希尚請辭，康代光接任視事

3.8  1956/12/6母校社團大觀社主辦「當前環境工專應否改院」辯論會

3.9  1958/2/10張丹接任台北工專校長

3.10  1959年7月擴充校址申請徵收緊鄰新生南路土(農)地

3.11  1959年8月5日公論報【讀者投書】省府擬設中興大學 盼工專擴建為學院 其第二三兩案不敢贊同 工專紡織科畢業生發表意見

3.12  1960年6月日20台中農學院明年改大學，台北工專法商學院等校維持現狀

3.13  1968年省立台北工專醞釀改制黃杰省主席指示「不予考慮」

3.14  1968年12月台北工專運動場行政院批示准予撥用開闢忠孝東路3段

3.14.1 台灣省政府首長會議第141次會議紀錄：

3.14.2 台灣省政府首長會議第167次會議紀錄：

3.14.3 台灣省政府首長會議第174次會議紀錄：

3.14.4 母校校友台北市長高玉樹回憶錄記載「打通忠孝東路二段的記憶」：

3.15  1970~1973年省府財務困難建議將母校由中央或台北市政府接辦

3.15.1 台灣省政府首長會議第207次會議(1970/8/10)紀錄：台北工專請中央接辦

3.15.2 台灣省政府首長會議第289次會議(1972/7/17)教育廳提案台北工專應否移交台北市政府接辦，請裁示

3.15.3 母校校友台北市長高玉樹回憶錄記載「台北工專移交台北市的記憶」：

3.16 1972年報載教育部為了建立技術教育體系設立技術學院

3.16.1 1972~73年報載教育部決定將台北工專改制為工業技術學院

3.17 1973年9月台北工專錯失成為第一所技術學院，教育部另覓地設立台灣技術學院

3.17.1 行政院送給立法院書面施政報告表示成立技術學院，未提台北工專改制

3.17.2  1974/1/7自立晚報報導國立台灣工業技術學院南港建校用地出問題

3.17.3  1974/2/6自立晚報報導農業試驗所原址劃定為工業技術學院校址

3.17.4  台北工專終究未能如早先報導改制為技術學院，原因何在？

3.18 台北工專錯失1974年改制良機，再奮鬥20年(1994年)才達成升格技術學院願望，真令人扼腕與嘆息！

3.18.1 民國77~83年台北工專爭取改制奮鬥之新聞報導標題集錦

3.18.2台北工專爭取改制奮鬥之新聞報導找出卡關端倪

3.18.3 台北工專校友回憶有關母校改制之見解

3.18.3.1  民國43(1954)年第2屆五年制機械科畢業賴○存校友對學校改制之我見

3.18.3.2  民國71(1982)年第30屆五年制電機科畢業姚立德校友校長之改制升

格說緣由

3.19 1994年改制技術學院後社會難捨台北工專，遭監察院糾正，1997年改名

台北科大台北工專停招

3.20 2018年金字招牌台北工專五專又復活

3.21 寫後語

資料來源：

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三、漫談創校111年歷史的臺北工專(現今台北科大)母校-戰後時期(1945-至今)

3.1戰後國民政府接收-更名台灣省立台北工業職業學校

二戰結束後，民國34(1945)年10月25日，臺灣省行政長官兼警備總司令陳儀於臺北公會堂（目前的中山堂）代表國民政府，接受日本代表臺灣總督兼第十方面軍司令官安藤利吉的投降。自11月起，由臺灣省行政長官公署與警備總司令部組成「臺灣省接收委員會」，展開各項接收工作。學校屬於「行政接管與重建」部分，與另外「軍事接收」、「日產接管與處理」等兩大部分同時進行。

行政接收部分，在接收委員會內設民政、財政金融會計、教育、農林漁牧糧食、工礦、交通、警務、宣傳、司法法制、總務等10組。再依總督府直屬單位、地方機關(州、廳等)分頭進行，學校屬於其中之教育組負責接受。本著「工商不停頓、行政不中斷、學校不停課」的3項原則展開」。地方州立學校於11月8日分赴各地進行，12月30日全部接管完畢。

3.1.1接收更名學制改編之台灣省立台北工業職業學校杜德三擔任第一任校長

民國34(1945)年12月31日被接收的日治時期母校「台北州立工業學校」更名為「台灣省立台北工業職業學校」(為什麼要加上「職業」兩字？)。由北平師大物理化學系及中訓團台幹班工商交通組畢業，歷任山東建設廳技正、教育部技師、中訓團少將研究員等職之杜德三擔任首任校長(圖175、176、177)。

民國35(1946)年1月，學校正式復課，4月學制改編為三三制，分高初級兩部，設機械、電機、土木、建築、化工、採礦六科，總共27班。到9月又改編為32班，增加冶金，合併採礦科成為礦冶科。當(1946)年2月，另成立一年制中級技術生養成所，分機械、電機、土木、化工四科於夜間上課。

圖175 民國35(1946)年4月6日台灣長官公署派令杜德三等兼任省立台北第一工業技術練習生養成所所長等[資料來源：省立臺北第一工業技術練習生養成所所長杜德三等5員任免案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統]

圖176 民國35(1946)年4月6日台灣長官公署任免人員通知書[資料來源：省立臺北第一工業技術練習生養成所所長杜德三等5員任免案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統]

圖177 「民報」分別於民國35(1946)年2月2日省立台北工職招考初級工業職業班新生公告及4月25日省立台北工職召開學生父兄會公告 [資料來源：舊報紙 數位典藏服務網 國立公共資訊圖書館]

3.1.2民國35(1946)年9月杜德三校長調任屏東市建設局長改由省立台南工專王石安校長兼任

同(1946)年9月，母校省立台北工職校長杜德三被調任代理屏東市政府建設局局長，校長改由日治時期「台南工業專門學校」於民國35(1946)2月改制為「臺灣省立臺南工業專科學校」的校長王石安博士兼任(圖178)。

圖178 民國35(1946)年9月25日台灣長官公署教育處任免人員請示單-省立臺北工業職業學校校長杜德三另有任用應於免職另派台南工專校長王石安兼任(資料來源: 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

3.1.3民國35(1946)年10月省立台南工專升格「工學院」，王石安免兼台北工職校長，改派簡卓堅擔任

1946年10月台南工專升格為「台灣省立工學院」，仍由王石安擔任院長。民國35(1946)年11月20日教育處簽准王石安免兼台北工職校長，而改派曾任相當荐任職務五年、相當簡任職務2年、日本九州帝大畢業的簡卓堅擔任母校校長，並兼任省立台北工業專科學校籌備處主任(圖179、180)。

圖179 民國35(1946)年11月20日台灣長官公署教育處簽呈-省立臺北工業職業學校兼任校長王石安免兼任，另派簡卓堅擔任台北工職校長並兼任省立台北工業專科學校籌備處主任(資料來源: 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖180 民國35(1946)年10月簡卓堅校長之學歷證明保結(資料來源: 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

3.2 省立台北工職升格台北工專之歷程

3.2.1升格台北工專之峰迴路轉

3.2.1.1  1946/5/26母校校友會「大安工業俱樂部」舉行校友會討論台北工業學校升格

戰後原日治時期之「台南工業專門學校」1946年2月改制為「臺灣省立臺南工業專科學校」後，該校校友們積極爭取升格為工學院時，母校台北工業學校校友也採取同樣積極從事昇格活動。根據民國35(1946)年5月27日「民報」報導(圖181)：母校校友會「大安工業俱樂部」於昨(26)日上午9時在台北市中山堂舉行校友大會，到會400人，首先由主席林提灶致辭後，審議會章，並討論台北工業學校昇格問題，各議案皆通過，最後選舉會長，因時間關係略投票全場一致推選林提灶氏為會長，至下午1時閉會。

圖181 民國35(1946)年5月27日民報的「大安工業俱樂部舉行大會」報導[資料來源：舊報紙 數位典藏服務網 國立公共資訊圖書館]

3.2.1.2  1946/9/25本省各界名流黃朝琴議長等組「台北工業職業學校昇格促進委員會」偕同母校及校友會向長官公署請願

民國35(1946)年10月台南工專昇格為「台灣省立工學院」後，母校師生及校友，基於台灣地區應有一所工業專科學校，遂向台灣省行政長官公署爭取改制為工業專科學校。另外，根據公論報報導，台灣省參議會黃朝琴議長等鑑於省立臺北工業職業學校，創立歷史悠久，設備充實爲本省工業工業敎育的先河，而推行全省工業化，使本省成爲我國的工業基地，實爲當務之急，但本省普通技術人材雖多，髙級工業技術人員却很少。因此，黃朝琴、游彌堅，杜聰明、黃國書、陳啟清、嚴家淦等二十餘人，特組織臺北工業職業學校昇格促進委員會，協同學校當局，進行請願。

3.2.1.3  請願獲長官公署教育處長范壽康支持，簽呈行政長官批准於民國36學年升格

於是，民國35(1946)年9月25日台灣省教育處范壽康處長於35/9/25 3時機要室收之「教二字262號簽呈」(圖182)謂：「查省立台北工業職業學校校長杜德三業經鈞長另派職務，擬於免職，所遺校長一缺擬請派省立台南工業專科學校校長王石安暫兼俾該校校務得以繼續推進，又省立台北工業職業學校所設電機、機械、土木、建築等科之各項設備，較之國立中央、重慶等大學工學院，各該系之設備、大為完善，擬請自36學年度第一學期起准將該校昇格為工業專科學校，俾該校各項設備得以發揮更大之功能，是否可行，理合宜並簽請   鑒核示遵  謹 呈 秘書長葛 轉呈 行政長官陳」

「照准 儀(卅五年)9/25」。

於是，根據上述教育處簽呈(圖179)簽准之批示，同意省立台北工職自民國36(1947)年第一學期(8月)起籌備學校升格為專科學校，採用五年制。並於1946年(卅五年)11月奉令成立「省立台北工業專科學校籌備處」， 由簡校長擔任籌備主任。

圖182 民國35(1946)年9月25日台灣長官公署教育處處長范壽康簽呈-省立臺北工業職業學校自民國36學年度第一學期起昇格為工業專科學校 (資料來源: 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

3.2.1.4  民國35年10月民報刊登台北工職升格報導

因此，在民國35(1946)年9月25日台灣長官公署教育處簽呈簽准母校省立台北工職昇格省立台北工業專科學校消息透露後，當時的「民報」(圖183)於：

• 民國35(1946)年10月13日有一則短短報導：【「台北工職 學校改名」；省立台北工業職業學校，已奉准改為省立台北工業專科學校。又悉該校校長一職，聞當局已派王石安兼任】、
• 10月25日刊登:【「慶祝台北工業學校昇格啟事」: 台北工業學校諸同窓臺鑒 「啟者母校奉令昇格為台灣省立台北工業專科學校此乃母校之榮譽亦是我們之榮譽因此擬定本月27日下午2時在蓬萊閣大餐廳舉行慶祝大會，凡我同窓希望踴躍參加為盼耑此謹告 並祝 學安」  再者另有聚餐會費300元 「台北工業同學會有志一同  同學會昇格促進籌備委員」】、
• 10月28日報導【「台北工業學校昨舉昇格祝賀會」：台北工業職業學校昇格祝賀會，27日下午3時，在省垣蓬萊閣舉行，到省教育處宋副處長斐如、工業學校簡代理校長卓堅、工業研究所陳所長華洲、玻璃公司陳總經理尚文、暨會員百餘名。首由李清枝氏致開會辭，林提灶氏代表會員致辭，旋開座談會，諸氏陳述意見並熱烈討論。至下午6時閉會。】

圖183 民報於民國35(1946)年10月13日、10月25日、及10月28日分別報導「台北工職學校改名」、「台北工業學校昨舉昇格祝賀會」及刊登「慶祝台北工業學校昇格啟事」廣告[資料來源：舊報紙 數位典藏服務網 國立公共資訊圖書館]

3.2.1.5  民國36年228事件長官公署與中央政府聯繫橫生問題，9月突奉教育廳飭知未奉教育部核准改制前，暫用代辦省立工學院台北專科分班

上述校友們熱烈祝賀之後，好事多磨，原經長官公署核准，本應自民國36 (1947)年第一學期(1947/8)升格為五年制省立台北工業專科學校，招收初中畢業生。

但因1947年爆發228事件，行政長官公署與南京中央政府的聯繫橫生問題，經費無著。民國36(1947)年9月3日突奉省政府教育廳(1947/5/16台灣省行政長官公署改組為台灣省政府，教育處改為教育廳)代電，飭知在未奉教育部核准改為工業專科學校前，暫用「代辦省立工學院台北專科分班」名義設電機科一班，招收高中畢業生修業三年。民國37 (1948)年1月，簡卓堅校長兼任專科分班主任，7月又奉令台北專科分班於民國36年度學期(1947/7)結束後，辦理結束，現有學生撥歸省立台南工學院接受。

3.2.1.6  1947/9/16母校同學會代表林提灶與家長會代表向省參議會提請願書

如此一來，民國36(1947)年第一學期(8月)母校升格為專科學校落空。台北工業職業學校畢業同學會代表(校友會會長)林提灶跟台北工業職業學校家長會代表林蓮亨於民國36(1947)年9月16日向台灣省議會提出請願書如圖184所示：

【事由】   ：為請台北工業職業學校遞升專科學校。

【請願目的】：謹請貴會代請遞升以資科學振興。

圖184民國36(1947)年9月16日林提灶、林蓮亭向台灣省參議會請願為將台北工業職業學校遞升專科之請願書 [資料來源：國史館台灣文獻館-臺灣省議會史料總庫]

圖184中左上角為台灣省參議會人民請願書用紙，右上角為請願書「事實經過」欄之「另紙所登」【呈請書】之第一張，左下角為第二張，右下角為第三張。

【呈請書】之詳細內容如下：

台北工業專科學校籌備經過概略

一.本省光復以還，唯一養成實用的專門技術幹部人材之台南工業專科學校，經奉令於卅五年度第二學期已昇格為工學院後，本省專門技術幹部人材之養成已失其重心，以學院、大學之教育，係側重學術研究之致知機構，而專科學校之教育，乃養成實用技術之致用場所，目的已既不同，自有其各自設立之必要。

二.卅五年十月廿五日本校奉行政長官公署教育處酉馬署教工字第36144號代電：飭知因本校各科之各項設備均極完備，為適應本省地方環境需要經本處簽請陳長官核准自36年度第一學期起昇格為工業專科學校著即慎選師資，積極籌備，藉樹專科學校之基礎等因

三.卅五年11月21日奉行政長官公署教育處致戊皓署教工字第45476號代電，批准成立工業專科學校籌備處，旋於11月26日奉行政長官公署致戊校署人字第17535號令，派工業職業學校校長兼任工業專科學校籌備主任各等因，經即由本校延聘人員，襄理籌備事務。

四.卅六年6月2日奉省政府教育廳叁陸己陷教一字第01512號復令，批准工業專科學校籌備處組織大綱，立飭將籌備處經費部分造具支出分配預算呈核等因，經於6月4日以工會字第5號代電編送呈核在案，迄今尚未批示，致籌備處經費無著本校延聘襄助之籌備委員等之生活費、暨辦公費等，亦均無以支付，辦理極為困難。

五.卅六年3月21日奉行政長官公署教育處代電，頒發工業專科學校卅六年度(8月份起)經常費支出分配預算書，飭遵照辦理等因。本校根據上項頒發經費支配預算，經先後在省內外延聘各科教授講師多人來校擔任講學，以會計處尚未得教育廳之工業專科學校開校之通知，未能將經費依期支付，致本校延聘來校各科教授講師等不能支持生活，影響極大。

六.卅六年5月16日奉行政長官公署教育處叁陸辰寒教一字第44843號復令，准採用五年制之專科學校招收初中畢業生等因。

七.卅六年7月19日本校以工專秘字第6號代電，以卅六年度第一學期已屆請明令開校招生，以符初令，又7月22日以工專秘字第7號代電，請派校長主持校務並頒發校鈐以資信守各在案，至9月3日突奉省政府教育廳叁陸甲東教一字第43656號代電，飭知在未奉教育部核准改為工業專科學校前，可暫用「代辦省立工學院台北專科分班」名義，招收電機科一班，其畢業年限為三年，招收高中畢業生，等因將前任長官位本省地方環境需要而設之原令，徹底取消，殊有人亡政息之嫌。

八.卅六年7月30日，本校畢業生同學會父兄會代表往謁教育廳長，得副廳長謝東閔先生接見，傳達教育廳長意，以專科學校可以成立，但需要改用「台南工學院委託台北工業職業學校」名義辦理，此議似有名存實亡之嫌。

九.卅六年9月3日本校畢業生同學會父兄會代表再面謁教育廳長，即以希望本校畢業同學及學生父兄用書面由廳轉呈教育部核批，並允招專科一班一案可暫緩辦。

總上各點，現教育行政長官對本校升格改為工業專科學校一案，前後反覆拖延，似不甚具有誠意辦理，而本省青年學生，均喜以此後深造有路，靜候專校開校時投考者極眾，每日來校質詢者日必有百餘起，而本校本屆畢業生亦全部熱烈渴望早日開校以完成學業，本校學生之父兄於9月14日開父兄會大會時，竟盛況空前。關於本校改專事，均熱烈贊助，並擬舉派代表赴南京教育部請求實現之決議。本校為台灣教育百年計迫得簡切陳詞 敬提請，

鈞會賜予民意之支持，伏希接納，向有關機關極力爭持，俾得早日實現以慰本省600萬民眾之期望 是所厚盼

台北工業職業學校畢業同學會代表 林提灶[簽章]

台北工業職業學校家長會代表     林蓮亭[簽章]

【台灣省參議會秘書摘要呈請書內容】：

查本案以該校設備完善，經費亦經本會審查通過，教授亦已經聘定，同時本省正在建設需用工業人才孔急擬請教育部請予改工專

3.2.1.7  1947/9/20省參議會將請願書轉呈南京教育部

台灣省參議會於民國36(1947)年9月16日收文後，於民國36(1947)年9月20日以省參議字第829號代電呈南京教育部將台北工業職業學校遞升專科之請願書，電文(圖185)內容如下：

【事由：電送台北工業職業學校同學會代表林提灶暨該校家長會代表林蓮亭為懇請台北工業職業學校遞升為專科學校請願書乙件敬請查核俯准示復由】

【內文：

南京教育部部長朱家驊勛鑒：

查本會第一屆第三次大會駐會委員第四次會議收到台北工業職業學校同學會代表林提灶暨該校家長會代表林蓮亭為懇請將台北工業職業學校遞升為專科學校請願書乙件。查本案以該校設備完善，經費亦經本會於去年第二次大會時審查通過，教授並以聘定，同時本省正待建設需用工業人才孔急，擬請鈞部准予遞升改為工業專門學校，當經決議一致通過記錄在案，理合檢閱該請願書乙份，隨電送請詧核 俯准示復為何！  台灣省議會秘議(卅二)申<發>

坿送 請願書乙份】

圖185民國36(1947)年9月20日台灣省參議會代電，電送南京教育部將台北工業職業學校遞升專科之請願書 [資料來源：國史館台灣文獻館-臺灣省議會史料總庫]

3.2.1.8  1947/10/11南京教育部回復請願未便照辦

民國36年10月11日南京教育部代電回復省參議字第829號代電呈南京教育部將台北工業職業學校遞升專科之請願書，電文(圖186)如下：

【台灣省參議會公鑒：

卅六年9月20日省參議字第829號電件均敬悉查職業學校以培養中級技術人才為主有其特殊作用台北已有台大工學院又有省立工學院原有工職無改為專科學校承囑一節未便照辦相應復請查照轉知為荷

教育部    印】

圖186 民國36(1947)年10月11日南京教育部答覆台灣省參議會轉呈之將台北工業職業學校遞升專科請願書代電覆文 [資料來源：國史館台灣文獻館-臺灣省議會史料總庫]

3.2.1.9  1947/10/28省參議會通知教育部回復請願未便照辦復文

台灣省參議會民國36(1947)年10月15日收到南京教育部代電覆文後，於10月28日用【通知】轉知教育部官腔十足的回覆電文，【通知】全文(圖187)如下：

【事由】：為通知為請台北工業職業學校遞升專科學校請願書乙件辦理情形由

【內文】：

台灣省參議會通知書

請願人：  林提灶

類 別 ：  教育

事 由 ：  為請台北工業職業學校遞升專科學校由

辦理情形：

准教育部民國卅六年10月11日高字第(55096)電復內開：「查職業學校以培植……………未便照辦相應復請查照轉知」等由過全合亟通知即希知照為要。

          右通知請願人   林提灶

                  議長： 黃朝琴

圖187民國36(1947)年10月28日台灣省參議會通知林提灶有關南京教育部將台北工業職業學校遞升專科請願書之答覆文 [資料來源：國史館台灣文獻館-臺灣省議會史料總庫]

3.2.1.10  1947/12/14省參議會審查年度預算「補充意見」，建請台北工專與台大合併節省經費

民國36(1947)年12月13日台灣省參議會第一屆第四次大會舉行第16次會議，因黃朝琴議長主持省會歡迎居院長大會，由李萬居副議長代理主持，報告昨(12)日分三組審查本省卅七年度預算所得結果，今(13)日再作一次集體審查。參議員們相繼起立發言，大都指謫上半年支出過於龐大，一致主張裁併，遣撤冗員，節省經費，用為擴充事業上去。與會的省財政廳長嚴家淦也先後多次起立向參議員作詳盡解釋。最後大會對本省卅七年度歲入歲出預算有了最後的決定(審查意見附後)。本次關於本省卅七年度歲入歲出預算，除了綜合審查意見外，還有下面幾項意見(圖188)：

(一)~(四)…略

五、(二)省立台北工業專科學校、台北工業職業學校應與台大合併，儘量節省經費。

圖188公論報民國36(1947)年12月14日第三版刊登有關省參議會審查省府明年度歲入歲出預算的報導，其中有「審查預算補充意見」(紅框) [資料來源：1947/12/14公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

3.2.1.11  1948/2/2省參議會駐委例會財政廳長說明，台北工專與台大合併不可行

根據公論報民國37(1948)年2月3日報導：省參議會第一屆第四次大會駐會委員第三次會議於昨(2)日舉行，由議長黃朝琴主持，出席的尚有李萬居副議長、參議員劉闊才、李友三等六人，列席友省府財政廳長嚴家淦、建設廳長楊家瑜、教育廳副廳長謝東閔、台北市長游彌堅等廿餘人。參議會秘書長連震東報告第二次會議各案辦理經過後，由財政廳長嚴家淦報告省參議會大會所提建議，省府參照辦理情形(圖189)。

其中最後第二項：貴會建議：「省立台北工業專科學校、台北工業職業學校，應與台大合併，儘量節省經費。」。查台北工職學校與台灣大學工學院兩校教育性質不同，合併似有困難，為此後後當促進密切合作，以期人力物力各盡其用。

圖189公論報民國37(1948)年2月3、4日第三版刊登有關省參議會第一屆第四次大會駐會委員第三次會議的報導，其中有財政廳長嚴家淦報告省參議會大會所提建議，省府參照辦理情形之「嚴廳長在省參會的說明」(2/4紅框) [資料來源：1948/2/3、4公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

3.2.2民國37(1948)年7月省政府改變策略，以增設一所工業專科學校代替台北工職申請升格，但仍借用工職教室上課

3.2.2.1 民國37年1月朱家驊教育部長來台視察，臺省各界名流請准將臺北工職昇爲專科學校，但仍未獲回應

民國37(1948)年1月14日南京教育部朱家驊部長首次來台視察並參加台灣省第一屆教育會議，次(15)日假台大法學院操場舉行北市中等以上學校約5000人的聯合升旗典禮及授書典禮(圖190)，接著視察成功中學後，再到台大視察並向台大學生講話，然後到台北工業職業學校視察。16、17日繼續視察其他學校及拜會各單位，18日到台中召開的第一屆教育會議致詞後，由教育廳謝東閔副廳長偕同視察農學院、然後繼續往彰化、台南、高雄、屏東等中南部各學校視察。1月22日偕同台閩監察使視察屏東教育單位後，23日北返新竹視察，24日在台北中山堂接受臺省人民團體的聯合晚宴。

民國36(1947)年10月25日創刊的「公論報」【係由曾隨台灣行政長官公署返台接收「台灣新報(戰後台灣新生報)」的李萬居，在1947/2/28事件後所創辦】對朱部長來台視察期間活動報導最為詳細。根據1948/1/21公論報第三版刊登一篇標題為「朱部長視察中南部 各界名流請准將臺北工職，昇爲專科學校。」的報導(圖191)，詳細內文如下：

【本報訊】本省各界名流黃朝琴、游彌堅等，乘敎育部長朱家驊這次蒞臺巡視的良機，向朱部長呈請將省立臺北工業職業學校迅予昇爲省立臺北工業專科學校，以維政府威信而副省民股望。

按黃朝琴等鑑於省立臺北工業職業學校，創立歷史悠久，設備充實爲本省工業工業敎育的先河，而推行全省工業化，使本省成爲我國的工業基地，實爲當務之急，但本省普通技術人材雖多，髙級工業人員却很少，所以前(1946)年黃朝琴、游彌堅，杜聰明、黃國書、陳啓清、嚴家淦等二十餘人，特組織臺北工業職業學校昇格促進委員會，協同學校當局，進行請願，卒於卅五年十月經前長官公署敎育處，擬准自卅六年度第一學期起，昇爲省立臺北工業專科學校，採用五年制。去(1947)年六月廿五日又省府敎育廳長許恪士又向省參議會報吿說：該校自卅六年度起，正式改爲省立工業專科學校。以後校方也已奉令籌備，到了開校招生之期許廳長傳達朱部長諭說「敎育部對該校昇格改專問題，未甚同意，僅許該校以代辦省立工學院臺北專科分班名義，改爲三年制，招收髙中畢業生，電機工程科一班」等語。省民聽到這消息以後，都很失望。

因爲目下本省對於工業專門技術人材的養成，雖有省立工學院及國立臺灣大學工學系兩機構，但這是學術硏究的致知機構，而專科學校，則是養成實用技術的致用場所。而且現在全省數十個工業職業學校的畢業生，因係初中程度，無法繼繼深造，升學工學院和大學，而中途輟學的，毎年約有二、三千人，希望當局准將昇爲省立專科，以維政府威信，而副省民殷望。

圖190民國37(1948)年1月15日南京教育部朱家驊部長首次來台視察的公論報報導 [資料來源：1947/1/15公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

圖191民國37(1948)年1月21日「朱部長視察中南部 各界名流請准將臺北工職，昇爲專科學校。」的公論報報導 [資料來源：1947/1/21公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

3.2.2.2  1948/7/27公論報報導「省立台北工專 當局決定開辦-增設一新工專」

今(1948)年初本省各界名流黃朝琴、游彌堅等，乘敎育部長朱家驊來台視察呈請將省立臺北工業職業學校昇爲省立臺北工業專科學校，之後並無下文。根據公論報1948/7/27報導：

『省立台北工專 當局決定開辦』(圖192)

【本報訊】省立台北工業職業學校升格為專科學校問題，前經省教育廳呈請教育部未獲核准。省府為適應實際情形需要，現已批准在本市增設一省立工業專科學校。該工業專科學校在新校舍未建築完成前，將暫借台北工業職業學校上課。該新設工業專科學校本學期招生事宜，聞教育廳已在籌商中。

圖192民國37(1948)年7月27日「省立台北工專 當局決定開辦」的公論報報導 [資料來源：1948/7/27公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

看了上述報導，似乎台灣省政府對教育部再三不批准台北工職升格工業專科學校的不滿，不再提台北工職升格而另新設工業專科學校。可惜目前尚未找到教育廳的正式公文來佐證此推測。

3.2.2.3  1948/8/6公論報報導「省立台北工專 即將開始招生」

公論報1948/8/6報導：

『省立台北工專 即將開始招生』(圖193)

【本報訊】省立台北工業專科學校定自卅七學年起開辦。經教育廳派台北工業職業學校校長簡卓堅負責籌備。本學期已決定招收五年制第一年級新生一班至二班，每班五十名。

圖193民國37(1948)年8月6日「省立台北工專 即將開始招生」的公論報報導 [資料來源：1948/8/6公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

3.2.2.4  1948/9/13省教育廳長許恪士趁晉京力爭台北工專設立獲准

根據公論報民國37(1948)年9月13日報導：

教育廳奉省政府令籌設台北工業專科學校後。 原定本學期起開始招收新生，嗣以教育部不准備案而把招生事情擱起。一般學生和家長們對此極為關切，紛紛請求教育廳准予開辦。聞這次教育廳長許恪士趁晉京之便，將就此事與朱部長當面力爭，可能有好消息帶回來。

緊接著第二(9/14)天公論報又報導：

省教育廳接獲許廳長自京來電，謂關於台北工業專科學校的事，已蒙教育部批示：如經費有著落，可准開辦。這個省立台北工專的開辦已無問題了。至於本學期將招收那幾科新生，招幾班，則將等許氏回來後決定。聞許氏定19日搭機返台。

上述兩則報導，詳如圖194之公論報9月13日「設立臺北工業職(專)校 各方咸盼早日實現」及9月14日「台北工專學校開辦已無問題」剪報。

圖194公論報民國37(1948)年9月13日「設立臺北工業職(專)校 各方咸盼早日實現」及9月14日「台北工專學校開辦已無問題」的報導剪報 [資料來源：1948/9/13-14公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

3.2.2.5  「台北工職升格工專」坎坷升格夢，終由新設工專迂迴策略成真的感嘆

母校升格原來計畫係申請省立台北工職升格改為工業專科學校，雖早在民國35年5月母校校友會「大安工業俱樂部」舉行校友會討論台北工業學校升格問題，同年9月母校及校友會偕同本省各界名流黃朝琴議長等組「台北工業職業學校昇格促進委員會」向長官公署請願，獲得長官公署教育處支持，簽呈陳儀長官批准於於民國36學年升格。

但民國36(1947)年發生228事件，長官公署與中央政府聯繫橫生問題，1947/5/16台灣省行政長官公署改組為台灣省政府，教育處改為教育廳。民國36年9月突奉教育廳飭知未奉教育部核准改制前，暫用代辦省立工學院台北專科分班。母校無法如期升格。

1947/9/16母校同學會代表林提灶與家長會代表遂向省參議會提請願書，請轉呈南京教育部批准母校升格，但教育部回復未便照准。

趁民國37年1月朱家驊教育部長來台視察，臺省各界名流請准將臺北工職昇爲專科學校，但仍未獲回應。於是，民國37年7月台灣省政府改變策略，不再以台北工職升格為工專為目標，而代以批准在台北市新設一所工業專科學校，在新校舍未建築完成前，將仍以借用台北工職校舍上課。但南京教育部仍不准備案而把招生擱置。

1948/9/13省教育廳長許恪士趁晉京當面與朱家驊教育部長力爭結果，教育部批示：如經費有著落，可准開辦【按1948/10/28公論報報導省參議會審查1949年度總預算結果：第三組文化教育類；教育廳主管的(乙)請撥專款部分：一、省立台北工業專科學校，建築設備及開辦費等5億元，照教廳原案通過。…由公營事業增加收入部分撥充。】。母校省立台北工專終於有著落了！

母校升格工專過程，如此坎坷峰迴路轉，讓人感嘆，我等校友們應衷心感謝除了許多校友老前輩外，還要向長官公署時代教育處及省政府教育廳諸多長官，以及省參議會黃朝琴議長和參議員等與游彌堅，杜聰明、陳啓清社會名流的支援特別致謝，值得一提的是，包括時任財政廳長後來1975/4/5繼任第五屆總統嚴家淦先生、時任制憲國大代表後來1961-1972年第五任立法院長黃國書。

3.2.2.6  1948/10/28-29台北工專招生考試完竣，11月開學

根據公論報1948/9/21報導：

「省立台北工專 下月初招生」

【本報訊】省立台北工業專科學校獲准新設，已見前訊。該校所設科系，也經教育部核准為開設電機和機械兩科。頃教育廳已決定該校本學期暫先開辦電機科和機械科。每科收新生一班，每班50名。招考日期約在十月初，詳細辦法尚待公布。

另外公論報於1948/10/30報導：

【本報訊】省立台北工業專科學校本學期招生考試已於10月28、29日，兩日舉行完畢。30日舉行體格檢查，錄取名單大概一個禮拜後可公布。這次報名報考共有370多人，錄取名額預定80人(電機、機械兩科各40名)。

上述兩則報導，詳如下圖195之公論報9月21日「省立台北工專 下月初招生」及10月30日「有關台北工專招生考試完畢」剪報。

圖195 公論報民國37(1948)年9月21日「省立台北工專 下月初招生」及10月30日「台北工專招生考試完畢」的報導剪報 [資料來源：1948/10/30公論報第三版 繙云文獻-國立台圖電子資源查詢系統]

3.2.2.7  11月1日母校台北工專校慶日的由來

一般專上學校應該7月招生8月放榜9月開學。上述兩則新聞報導顯示，母校升格命運多舛，導致招生考試延後到10月底，所以開學也順延兩個月到11月。這或許是母校(台北工專)校慶訂為11月1日的緣由吧！但從前台北工職時代校慶則為7月5日，係明治45(民國元年-1912)年7月5日台灣總督伯爵佐久間 左馬太批准成立總督府民政部學務部附屬工業講習所及頒布設立規程的日子。

3.3  1949/7/25顧柏岩接長省立台北工職及台北工專籌備處主任，1949/10/5改調台北工專校長

民國38(1949)年7月20日省教育廳簽請現任省立台北工職校長兼任台北工專籌備主任簡卓堅調任教育廳專門委員(圖196)；但1950/1/23簡卓堅之教育廳專門委員之職務被解聘，人員任免請示單中主管機關長官意見為：「查該員於前省立台北工職校長兼工專籌備主任任內經手多事稽延甚久始終無法如期清結…除飭限於兩星期內將交接事宜依法辦竣外，其所任本廳專門委員職務，擬請予以解聘」。經省主席吳國楨批示「如擬」(圖197)。

圖196 民國38(1949)年7月20日簡卓堅擬調聘教育廳專門委員請示單 [資料來源：國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統 典藏號0040323305824012]

圖197 民國39(1950)年1月23日簡卓堅教育廳專門委員解聘請示單 [資料來源：國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統 典藏號0040323009077004]

1949年7月25日國立清華大學理學士美國西北大學工學研究院肄業的顧柏岩奉命接長母校(台北工職)。可能是母校升格問題跟南京教育部弄得不甚愉快，教育部頒「台灣省立台北工業專科學校」關防及校長官章，延後到1949/8/22才由教育廳轉發。

1949年8月母校專科增設化工、礦冶二科。10月省立台北第一工業技術練習生養成所奉令改稱「省立台北第一工業職業補習學校」，增設建築、土木兩科。

1949年10月5日校長顧柏岩奉省政府叁捌酉文府績乙字第57818號通知才正式改調省立台北工業專科學校校長，兼台北工業職業學校校長(圖198、圖199)，11月又奉另兼台北第一工業職業補習學校校長。

1950年9月母校增設五年制土木科。

圖198 民國38(1949)年10月5日校長顧柏岩改調省立台北工業專科學校校長省政府叁捌酉文府績乙字第57818號之通知，兼台北工業職業學校校長[資料來源：國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統]

圖199 民國38(1949)年10月5日校長顧柏岩改調省立台北工業專科學校校長1949/9/20省政府教育廳人事任免及核薪請示單，兼台北工業職業學校校長[資料來源：國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統]

3.4  1950/11/12台北工專同學會建塔揭幕紀念母校升格，陳雪屏教育廳長預祝母校將來擴充為工業大學

根據公論報報導：省立台北工業專科學校同學會，於1950/11/12上午8時，在該校舉行母校昇格紀念塔揭幕典禮，與會來賓、校友及學生家長300餘人，由北工同學會理事長林提灶主持，教育廳陳雪屏廳長蒞會致詞，略謂「北工校友林提灶等畢業後30餘年來對於本省工業界之貢獻甚多，實足為諸同學模範，工專前途在諸校友熱心協助與顧柏岩校長領導全體師生努力之下，定有極大的進步，將來可能擴充為工學院或工業大學，故本人寄予無限希望。」。典禮歷一小時完畢。

3.5  1952/12/22台北工專校長顧柏岩因事辭職，教育廳長簽呈宋希尙接任

台灣省政府教育廳於民國41(1952)年12月22日簽呈(圖200)省主席吳國楨。事由：省立台北工專校長顧柏岩因事辭職，遺缺擬由宋希尙繼任簽請核派。

根據1952/11/25自立晚報報導「工專校長 將有調動」：台北工專校長顧柏岩，聞已內定為師院工業教育系之系主任…。

依據教育廳簽呈所述，宋希尚為南京河海工科大學出身，曾任美國博浪大學進修得有工學碩士學位，歷任工務局長、簡任技正、大學教授、土木系主任等職。學驗均優，省立台北工業專科學校一職，擬以宋員繼任，前經面呈幷奉 鈞座喻可。………

圖200 民國41(1952)年12月22日省政府教育廳簽呈[資料來源：國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統]

3.6  1953/4/1交流電機學泰斗台大余耀南教授蒞校學術演講

1953/4/4自立晚報報導：「余耀南氏 學術講演」

【本報台北工專訊】本校電機工程學會4月1日敦請台灣省工程師學會理事，台灣大學工學院教授余耀南先生來校做學術演講，其講題為「近年來電力機械之進展」。余教授為自由中國交流電學權威，除在台大執教外，并兼任台南工學院及台北工專教授。出席聽講者，有電機科機械科同學200多人。

讀了這則新聞，才知道我1961年四年級必修課正中書局出版的「交流電機」課本作者余耀南，原來也在母校教過。我在書架上找到這本我61年前1961/9/28花了NT$44元購買的「交流電機」骨董教科書(圖201)，小心翼翼地一頁一頁翻讀，發現除了封面及封底是印刷字外，其他序言及內文都是當年刻鋼板的書寫講義版。當今來看，的確少見！

我仔細翻閱余耀南教授著者之「序」(圖202~203)，摘錄片段如下：

『序：

我寫此書主要目的，是想為大、專學校準備一適當教本，內容不致太簡略或太空泛。同時亦想作一般進修或復習的參考。

我承認自從8年前在台大講授交機編寫講義之日起，即有意正式完成這一著述。在國外，這類著述很多，近年尤甚，未嘗不可採作教本。然而一國的學術要想發達，非用自己國家的文字討論、傳播不可。交流電機在國內雖有薩本棟的名著，可惜只此一本，未免太少，所以著者鼓足勇氣再來一本。

………………………

在這印刷雖不十分困難，銷售卻極有限的情況下，本書之得以出版，並非容易，正中書局提倡學術的熱心，值得特別欽佩。

本書自起稿至完成出版，承蒙許多先進與友好不斷鼓勵與期望；其中尤其至友蘇薌雨、樊哲智兩教授的指導與愛護；八年來更承台大、台南工院、台北工專各校同學馮澤雲、汪崇耀等抄印講義之勞；最後復得台大柯坤玉先生之細心謄正，使本書增加光彩；藉此出版，深切致謝。

敬希各界指教！                                 著者識』

拜讀之後，才理解原來當年台灣大專學校有電機科系的學校只有台大、台南工學院、及台北工專三個學校，每年學生人數不多，購買者極其有限。因此，節省成本由余耀南教授任教的這三個學校學生幫忙抄印講義付梓。序言中所提到的樊哲智教授，是我1958年入學時台北工專電機科的主任。

圖201 民國44(1955)年正中書局出版台大工學院余耀南教授編著之「交流電機」封面

圖202民國44(1955)年正中書局出版台大工學院余耀南教授編著之「交流電機」序(P.1~P.2)

圖203 民國44(1955)年正中書局出版台大工學院余耀南教授編著之「交流電機」序(P.3)

3.7  1953/5/17台北工專校長宋希尚請辭，康代光接任視事

根據1953/5/18自立晚報報導：「台北工專 校長易人」

【本報工業專校訊】本校(台北工專)校長宋希尚，於月前提出辭職奉准，省政府已令康代光先生接長本校。康新校長日昨(5/17)已到校視事。本校各工程學會為歡送及歡迎新舊校長，特於昨晚舉行師生同樂晚會，邀請裝甲兵旅勝利劇團，上演反共話劇「牛小妹」。

按康代光四川人，42歲，畢業於成都大學，後在華盛頓大學航空工程系，畢業後入麻省理工學院航空工程研究院。曾任四川大學教授兼航空工程系主任，台灣機械廠總工程師、副廠長等職。

從上述報導可知，宋希尚校長到任尚未半年又辭職，台北工專校長似乎為跳板，或者另有原因？據報導宋校長離職後到台大農學院任教授。

3.8  1956/12/6母校社團大觀社主辦「當前環境工專應否改院」辯論會

1956/12/7 民聲日報報導：「應否改院」工專開辯論會

【本報台北六日電】省立台北工專全體學生千餘人於日前在該校禮堂，舉行辯論會。辯論題目為「當前環境工專應否改院」並分成正反各兩組，該校此次辯論會係由該校大觀社主辦者，由康代光校長於正反兩組激烈辯論終結後講評。

看完這篇報導，原來在我1968入學前兩年，母校在校前輩校友就有醞釀再升格的念頭了！等我就讀時，也不時有耳聞要升格的消息，當時我也盼望母校能改院，可再回來就進修？可惜這個夢，一直等到1994年將近40年才如願！我已經年過半百，頭髮都等白了！比母校工職升工專時的命運更多舛！

3.9  1958/2/10張丹接任台北工專校長

民國47(1958)年2月10日母校校長改由省立工學院(現成功大學)教務長張丹接任。張校長係交通大學電機工程學士，留學義大利都林大學研究所。我也是同一年1958年考入工專電機科，當時他才47歲，留給我一頭紳士油髮，文質彬彬的印象。我在校5年校長都是他，在我畢業後兩年才升任教育部次長去。

3.10  1959年7月擴充校址申請徵收緊鄰新生南路土(農)地

母校為工業教育，因班次逐漸增加，原有校址不敷使用，急需擴展。因此，於民國47(1958)年4月16日經報奉教育廳批准征購緊鄰母校西側大安十二甲段189、189－1地號扣除都市計畫道路後約3,970坪學校預定地的農地(圖204)。這塊地東接母校校區西側、西鄰新生南路一段、南鄰計畫道路忠孝東路、北側為新生大水溝(與中正路平行)。

該地早經台北市政府劃為母校預定地。母校校方也與地主林○敬、林○賢等協議願以每坪600元讓與母校使用。但後來因該地佃農引用三七五減租條例，要求優先承購，母校認為該地為台北工專學校預定地，於情於理接應由母校征購。因而，於民國48(1959)年7月22日函請台灣省政府民政廳地政局按照徵收辦法會予辦理征購手續(圖205)。

圖204 民國48(1959)年7月母校班次增加，就校址不敷使用，擬徵購母校西側學校用地之地圖[資料來源： 國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統典藏號:009-02538-002]

圖205 民國48(1959)年7月22日母校為徵購母校西側學校用地行文省政府民政廳地政局協助完成征購手續函[資料來源： 國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統典藏號:009-02538-002]

3.11  1959年8月日5公論報【讀者投書】省府擬設中興大學 盼工專擴建為學院 其第二三兩案不敢贊同 工專紡織科畢業生發表意見

編輯先生：吾等是一群省立台北工專三年制紡織科畢業生，雖然已離校，卻一心縈懷母校未來之前途與發展，因其關係着吾等榮譽與社會地位至大也。

緣三年制專科之設立，乃補大學教育之不足，以其修業期限較短，在急需人才之現社會，雖尚能適應，若需窮究深望，以至於發明創造則非完全大學教育而不為功。

政府向對本省之大學教育頗為重視，列為國家之重要政策，不惜斥以鉅資興辦各級學校，近年來關于高等教育更優予籌設與扶植，先後有師院之改大，成大之設立等之輝煌成果。此等賢明措施，固堪欣慰。但吾等仍未免有滄海遺珠之感。因在台省有四十載悠久歷史之台北工專之擴充一事則僅舉而未決，蹉跎歲月，徒增吾等之焦急，誠屬憾事。

近日欣聞省府有在台中設立中興大學之議，分設農、理工、海洋、法商五學院，將其中之工學院就原有之台北工專擴充成立，此頗為吾等所認為特佳者，以其對大學之增設與原有學府之壯實，兼而得之矣。更能符合政府為民服務之宗旨。因其為省議會所通過決議，政府豈可周聞民意而不顧焉。況就教育之立場言；政府將原有之學校在質與量方面逐漸改善，以期與國外名學府，並駕齊驅，此不僅能提高國家地位，更可一掃過去吾國科學落後之謬論。想斷無將原有之學校抑低其水準，減少其數量之理。

省府設大學案中之第二、第三兩條竟欲將台北工專之三年制專科取消，而專辦五年制專科，此不僅將工專之基礎動搖，亦且剝減高中畢業生升學機會。尤不合政府充實教育之原旨，其堪驚人者即將工專三年制專科生，經編級考試後，編入成大工學院就讀。吾等聞之實不勝駭異，因吾等乃紡織工程專科畢業者，眾所周知成大並無紡織系之設立，(以南部之環境實不便設立此系，因台紡織工業皆偏級在北部。若在南部設立紡織系，則教授之聘請與實習工廠之尋覓頗感困難)若照此本案實施則無異取消紡織系之設置，抹殺國家紡織人才之需要，更打消吾等未來之希望，此乃吾等所不敢贊同者。

紡織乃民生工業之主要者，一國之建設可是其紡織品之消耗量其定。而紡織業之發展則有賴於高等學府中造就專才，以期其領導並日新月異，此中事實為眾所週知，尤於今日三民主義的模範之臺省，更應遵照 國父實業計畫中之指示，儘先發展民生工業(衣服工業……等)為首要任務。查近年來台省之紡織業正欣欣向榮，需專才極為殷切，政府當局能於此時取消專才之教育呼？凡慎思遠慮者，其答案諒必為否。

吾等並不以修畢三年紡織科課程為滿足，吾等終希望能讀畢完整之大學課程，因此整日盼望工專能擴展為一完整學院，以完吾等充實未竟之學業。倘今之第二、三、兩案付諸實行，則將根絕吾等之厚望。區區之文，殷殷之意。伏祈編輯諸公體恤亮譽，更望能予近日刊諸報端，是所至盼。      順頌

編祺

工專四屆紡織專科一群畢業學生

3.12  1960年6月日20台中農學院明年改大學，台北工專法商學院等校維持現狀

1959年8月日5公論報讀者投書刊登後第二年，1960/6/20公論報又報導了一則新聞：「台中農學院改大學 明年秋季正式開辦 以原有學系擴理農兩院 工專法商等校維持現狀」。

該報導摘要為：行政院現已同意在台灣中部設立一所大學，該所大學係由省立台中農學院予以擴展改制而成。這一所醞釀已久的中部大學，曾由台灣省政府擬訂三項方案，報請教育部轉行政院核定。這三項方案中，甲案是由台中農學院和台北工專、台北法商學院、基隆海專等校合併成立一所綜合大學，乙案是由台中農學院擴展為一所大學，丙案是另行設立一所中興大學。據悉行政院現已核示「以採用乙案為宜」。

據公論報記者獲悉教育部於送請行政院核示的呈文中，除附列台灣省政府所擬的三項方案外，並曾表示幾點意見：(一)為便於中部設立省立大學，似宜以省立台中農學院現有學系擴展為理學院及農學院……至將來是否將法商學院納入…由台灣省政府考慮再斟酌。……(四)為使各專科學校在安定中求進步，各校(按係指台北工專等校)均應維持現狀不作升格與歸併的考慮。

從這則新聞報導可知母校又喪失一個升格的機會，當時我還是在校五電三三年級的學生，這些傳聞讓我時而抱以希望，但都是以失望結束。

3.13  1968年省立台北工專醞釀改制黃杰省主席指示「不予考慮」

根據民國57年臺灣省政府首長會議第106次會議教育廳廳長潘振球報告「省立臺北工專前醞釀改制問題」相關會議紀錄如下：

(五) 省立台北工專前醞釀改制問題，以中央當前政策，及該校接受美援時之承諾，奉 主席指示，不予考慮。

最近又奉教育部令示：據台北工專同學會常務幹事林提灶等440人請願書請將該校改為介壽工學院，囑即研議具報。經慎重研議結果，為配合國家當前教育政策，及適應需要，對該校改制問題目前似仍難考慮。為為鼓勵優青年投考專科學校，並使專科學校學生亦有繼續研究進修之機會及培養工業學校師資起見，擬呈請教育部在不影響現行教育制度原則下，採取下列兩項措施：

1. 先在台北工專試辦高級研究班，招收工專畢業生，予以二年高深嚴格之專門技術訓練，畢業後不授學位，給予技師資格。
2. 建立專科學校畢業生保送升學制度：每年選拔部分專科學校畢業成績優良學生，保送甄試升學大學或獨立學院性質相容學科及相銜接年級就讀。

上項原則是否可行，  敬請    裁示。

主席裁示： 洽教育部辦理

3.14  1968年12月台北工專運動場行政院批示准予撥用開闢忠孝東路3段

3.14.1 台灣省政府首長會議第141次會議紀錄：

「教育廳長潘振球報告：台北市政府為實施都市計畫開闢忠孝路3段，橫貫省立臺北工專現使用運動場案，本廳邀請有關單位會商討論，獲得3項原則，經省府函請內政部轉函臺北市政府同意辦理在案，頃奉行政院函：該案土地，應依議准予撥用，至臺灣省政府所提3項意見，應由該市政府與省府協商解決。究應如何處理，請示。」。「主席裁示：希財政廳、教育廳會同派員協調台北市政府辦理。」

3.14.2 台灣省政府首長會議第167次會議紀錄：

「教育廳廳長潘振球報告：臺北市政府開闢忠孝路，通過省立臺北工專操場使用省有土地，協商補償經過報告。」

「主席指示：台北市政府僅允以18萬元補償，似不足以表示協調誠意，請朱副主委本下列原則先與該市政府洽商。

• 通過操長之兩側由該市府負責建造磚牆。
• 校區被隔離後，由該市府負責建造天橋，以資連接。
• 所使用之省有土地按造公告地價補償。』

3.14.3 台灣省政府首長會議第174次會議紀錄：

「教育廳廳長潘振球：臺北市省立臺北工專，為配合忠孝路打通工程，訂十月廿一日自動拆除該校操場圍牆。」

「主席指示：協調省立台北工專後，即行發布新聞。」

3.14.4 母校校友台北市長高玉樹回憶錄記載「打通忠孝東路二段的記憶」：

我在前兩篇文章有提過，在「高玉樹回憶錄」第160頁(他在1964/6/2第二次當選台北市長，1967/7/1台北市升格直轄市他被派任第一屆台北直轄市長)回憶到：『就任市長以後，我繼續積極從事道路建設，要拆除、打通、拓寬忠孝東路三段時，台北工專的運動場正位在忠孝東路上，工專校長趙國華不讓他拆。高市長說忠孝東路是台北市的主要幹道，非拆除打通不可。他會將學校右邊的一些空地(現在蓋學生宿舍地方)作為補償。而趙校長說什麼都不答應。』。

從前述台灣省政府首長會議記錄來看，最後行政院還是批准工專操場撥用開闢忠孝東路3段。

3.15  1970~1973年省府財務困難建議將母校由中央或台北市政府接辦

3.15.1 台灣省政府首長會議第207次會議(1970/8/10)紀錄：台北工專請中央接辦

根據1970/8/10 臺灣省政府首長會議第207次會議紀錄：

主席陳大慶指示(六)：基於臺灣省財務上之困難，似可建議將省立兩大學及臺北工專請由中央接辦。

3.15.2 台灣省政府首長會議第289次會議(1972/7/17)教育廳提案台北工專應否移交台北市政府接辦，請裁示

根據民國61(1972)年7月17日首長會議，教育廳的請示事項(圖206)，詳如下述：

【案由】：為省立台北工業專科學校應否移交台北市政府接辦一案，提請裁示。

【說明】：

一、關於省立台北工專擬移台北市接辦一案，分陳如后：

(一)省政府59年8月10日第207次首長會議，奉 陳前主席指示：「基於本省財政上之困難，似可建議將省立兩大學及台北工專，請由中央接辦」。

(二)省政府60年1月7日府人丙字第5407號呈行政院：「…台北工專…等單位，亟需賜准一併由中央各有關主管部會接辦，或轉交台北市辦理，其經費幷擬自61年度起，改由接辦機關編列預算支應…」。

(三)行政院60年5月20日台60教字4549號令省政府：「…至於台灣省立台北工業學校，茲核定自61會計年度起交由台北市接辦，該校現有人員及公用財產准照省政府原呈意見隨同業務移轉，惟有關細節及移交問題，仍應俟送省議會審議後再行函請台北市政府依照規定辦理。

(四)1.省政府60年6月23日府教一字第56267號函省議會：「為省立台北工專擬移台北市接辦，敬請提會審議惠覆。」

(四)2.省政府60年6月23日府教一字第61590號函台北市政府請將準備接辦情形查照惠覆。

(五)省議會60年7月5日議一字第6004-2號函省政府：「本案原則同意，附帶決議：惟請俟中央核定後再行辦理追加減預算，並將所節省之經費悉數移作充實本省教育設備之用。」

(六)行政院60年10月16日台60教字第10072號令省政府：「一、本(60)年8月11日府人丙字第82780號暨同年10月5日府人丙字第106763號呈，為本省省立台北工專61年度經費預算已由本府編列支應，本年度請暫緩移撥請核示等情悉。二、准予照辦。…」

二、查62會計年度省府已核准編列省立台北工專預算46,852,900元，其中該校自籌財源22,040,150元(學費2,559,150元，課業費12,488,000元，學分費6,993,000元)省庫撥款24,812,750元。該校是否移交台北市政府接辦之處，擬請

核示。

圖206 1972/7/17第289次台灣省政府首長會議教育廳之「請示事項」 [資料來源： 國史館台灣文獻館-文獻檔案查詢系統典藏號: 00502028904]

3.15.3 母校校友台北市長高玉樹回憶錄記載「台北工專移交台北市的記憶」：

我在前兩篇文章曾提過，在「高玉樹回憶錄」第160~161頁寫到：

『台北市1967年升格為院轄市後，在台北市的省立、市立學校都畫歸台北市管轄，像建國中學、第一女中、台北商校、台北女師等許多學校都移交過來，唯獨省立台北工專校長趙國華不移交，教育廳長潘振球也拿他沒辦法。

我(高市長)對教育非常重視，台北市預算又比較寬裕，那些劃歸台北市的學校都不斷給經費，充實設備，蓋新大樓。

我(高市長)告訴趙校長台北工專劃歸台北市，我(高市長)在內湖準備3萬坪的土地，讓工專搬過去。否則，工專校地面積不夠升格升不上去。這是雙贏的辦法。我(高市長)給母校工專一個嶄新的開創契機，一切從新開始，如果接受，局面也許會不一樣；但他們(趙校長)放棄了。』

另外，根據1971/6/10自立晚報有一則報導：「趙國華辭意甚堅」內文摘要為「由省立台北工專改為市立工專校長，現年68歲的趙國華，不久前曾經再度呈請辭職，據聞辭意甚堅，可能獲准。趙國華長工專數年，不乏建樹，去年就曾向教部一再懇辭，但經懇留未准，此番又再請辭，而且隸屬關係變動，大概趙校長可以如償了！……」

從上述判斷，可能是高玉樹校友市長是無黨籍的，趙校長長期黨國思想作祟，連同前述母校操場撥用開闢忠孝東路3段，也不想配合？對母校後來升格是好是壞？校友們應該心中有把尺？

3.16 1972年報載教育部為了建立技術教育體系設立技術學院

根據1972/4/30自立晚報「文教短波」專欄報導一篇「為專科升級、應否成立技術學院？」：

『近年來技術學院的成立問題，一直為各界所矚目。一則為技術學院的成立，有助於解決目前專科學校學生進修的問題，同時此問題的解決有助於穩定專校學生的情緒，進而發展職業教育。另一方面則是由於台灣經濟成長的快速，已經邁向一個相當技術化的社會，因此有需要成立一所高級的技術學院來培養技術人才，以配合經濟的發展。

為此問題，教育部曾於去年邀請過美國專家來台考察，最近教育部長羅雲平在其20天的旅美訪問過程中，也特別考察了美國的技術學院發展情形。

從各方面反應看來，技術學院的成立似乎已是勢在必行，大部分的教育主管官員及教育界專家人士也均熱烈支持這個計劃。

儘管如此，有些人仍然認為：技術學院的成立似乎還需要經過一段相當長的時間。具他們的看法技術學院的成立可能遭遇到幾個問題：第一、我們的技術學院應該是屬於何種性質？假如說技術學院的成立主要是為了穩定專校學生的情緒，而目前的專校學制相當複雜，性質也相當廣泛。這所技術學院如何才能「兼容並蓄、有教無類」的境地。第二、技術學院應歸屬於高等教育司還是專科職業教育司呢？站在學制的立場上，他當然是屬於高教司，可是在職業教育一貫制的觀點上，則又似乎應屬於專科職業教育司。第三、技術學院所採行的教材、課程、師資、設備是否與目前一般大學相同，假如不同，應是何種類型？

這些問題表面上似乎很單純實際卻是相當複雜而困擾的問題。有少部分人士則提出相反的意見，他們認為既然技術學院是注重實用的技術，難道目前一般的大學都不注重實用的技術嗎？當初二年制技藝專科學校成立時，大家都認有必要，可是幾年後的今天大家反而認為二年制技藝專科學校並未如成立時的迫切需要。』

3.16.1 1972~73年報載教育部決定將台北工專改制為工業技術學院

• 民國61(1972)年10月6日民聲日報刊載一則短訊：「台北工專改工業學院」

【本報台北五日電】教育部決定將台北工專改制為工業技術學院，預計明夏開始招生。

教育部今天說：這項措施，是為了嚴格劃分普通教育與專科教育，以及建立技術教育體系。有關工業技術學院預定設立的科系、設備及課程等問題，教育部最近將成立籌備小組，詳細研討。

• 民國61(1972)年10月21日民聲日報再刊一則報導：「省立台北工專改為工業學院 初步決定明年開始招生」

【本報台北廿日電】台北工專改制為工業技術學院籌備小組委員會今天開第一次會議，就籌設技術學院有關問題，交換意見，並確定工作進度。

會議在台北工專舉行，由教育部次長郭為藩主持，台北工專校長唐智首先作了簡報介紹工專現況。

對於籌設技術學院，與會人士一致認為：除了培育高級技術人才外，並能完成國內技術職業教育一貫的體系，使職業教育延伸到更高的程度。

籌備小組委員會初步決定，籌設工作將分課程、學制、校舍、行政、經費等各小組加緊進行，預定明年招生。

• 1973/7/5自立晚報報導「政府考慮成立工業技術學院」內文如下：

【本報記者台中電】據教育當局透露，政府為適應當前高度工業發展的需要，即將在國內成立一所超國際水準設備完善的工業技術學愈，以培養專門性的工業技術人員。

據透露：政府在這項計畫中，打算將原有的台北工專增加設備轉型為國內第一所設備完善的技術學院，將來，政府將繼續在中、南部設立另外兩所相同的學院。

據教育官員說，台灣目前五年制工業專科學校畢業的學生為數不少，但這些畢業學生苦於沒有深造的機會，政府設立這種學院，就是為了配合高度工業發展，讓這些技術人員有進一步深造的機會。

3.17 1973年9月台北工專錯失成為第一所技術學院，教育部另覓地設立台灣技術學院

3.17.1 行政院送給立法院書面施政報告表示成立技術學院，未提台北工專改制

台北工專改為工業技術學院在前述報載後，1973/9/15自立晚報又報導一則「教育部籌設技術學院 預定明秋開始招生」新聞，內文如下：

【本報訊】教育部正積極籌設技術學院，預定63學年度開始招生，使形成技術教育一貫制「學院—專科—高職」，以便專科及職校畢業生，在服務一段時間後有志進修者，可分別升入技術學院及專科學校進修。

同時，教育部鑑於目前專科學校缺乏完整體系，已著手改進現行專科教育，已修訂法令、調整課程及招生對象為重點，使二、三年制及五年制專科學校教育趨向一個目標，水準能達成一致。

立法院第52會期訂於本月25日開議，行政院在送給立法院的一份書面施政報告中，作了上述表示。

上則行政院送給立法院第52期會期的書面施政報告中，沒有提到台北工專改為技術學院。

3.17.2  1974/1/7自立晚報報導國立台灣工業技術學院南港建校用地出問題

接著在民國63(1974)年1月7日自立晚報「新聞網外」專欄報導「工業技術學院【難產】！」內文中透漏，呼之欲出的國立台灣工業技術學院的建校用地，原為台北市政府作為市立南港工專的用地，因為那塊地中央有零碎小部分民地業主死亡繼承議價問題尚未解決，以及又有校地環境汙染與髒亂問題，因而延誤了校舍的興建。原訂於今年暑假招生，將影響到原計畫的施行。

3.17.3  1974/2/6自立晚報報導農業試驗所原址劃定為工業技術學院校址

到了1974/2/6自立晚報又報導：「工業技術學院 劃定校址土地」，內文提到台北市政府重新擬定基隆路以南、羅斯福路以東、民族國中附近地區都市計畫細部計畫，將原農業試驗所大部分原址作為國立台灣技術學院校址……。

3.17.4  台北工專終究未能如早先報導改制為技術學院，原因何在？

看到1974/3/31自立晚報報導：「工業技術學院 上午正式開學 陳履安今主持典禮」大標題，內文有提到「台灣工業技術學院於民國62(1974)年11月11日開始籌備，去年底完成招生……」。也就證實1973/9/15報導行政院送給立法院第52期會期的書面施政報告，沒有提到台北工專改為技術學院，教育部既已經捨棄台北工專另成立新校址新學校的技術學院。

回首1973/7/5以前新聞報導還是說政府將台北工專改為技術學院，隔兩個月到9月就改變心意。我找不到報紙有報導為何教育部捨棄原先台北工專改制的原因？只記得當時耳聞是母校有部分教職員反對，改制會讓影響到他們的升遷與資格，這些雜音包袱讓教育部卻步？我還特地再詢問比我慢20屆畢業的校友蔡學弟，他說：「在學校的時候有聽老師說，印象中好像是北工的老師不想過去，另外還要提升學歷，好像北工的老師也有反對」？

3.18 台北工專錯失1974年改制良機，再奮鬥20年(1994年)才達成升格技術學院願望，真令人扼腕與嘆息！

台北工專喪失錯過1974年這個大好良機，讓教育部另新設國立台灣工業技術學院之後，根據聯合報報導當時蔣彥士教育部長因大量私立專科學校新設，難免自管理監督上出現紊亂現象，宣布將所有私校「維持現狀」，以作整頓，也就是學校申請新設、改制等事項，一律不予考慮。所以母校升格活動就沉寂下來，直到1987/9/29聯合報報導：政府凍結多年的「專科學校改制學院」政策，因教育部成立專案研究小組而再露出「開放」曙光。1988年後才再出現台北工專改制學院的風潮！結果奮鬥到20年後的1994年才升格為「台北技術學院」，真是令人扼腕與嘆息！

茲利用國立台圖所購買的「台灣新聞智慧網」蒐集各類報紙刊登有關台北工專爭取改制的新聞報導(標題)如下：

3.18.1 民國77~83年台北工專爭取改制奮鬥之新聞報導標題集錦

1. 爭取改制 工專學生走上街頭-上午實到僅五人 卻勞動了十餘位警伯維持秩序-(係校方不同意之故)-聯合報
2. 1988-3-6-校園運動化暗為明-學生改以強硬態度爭取權益-畢業校友也積極參與-聯合晚報
3. 1988-4-25-專校升格刮起一陣風-教部籌設改制研究組-聯合報
4. 1988/7/31台北工專校友會今成立台北工專改制學院促進委員會-民生報
5. 1988/08/01促使台北工專改制學院 校友會全力卯上-民生報
6. 街頭風雲 爭升格 台北工專抗議「獨漏」 -聯合晚報
7. 1988/9/4 台北工專校友請願 力促母校改制 教部說將會有改變-聯合報
8. 1988/11/1 校慶請願 齊步走 台北工專校友今為改制赴立院-民生報
9. 1988/11/2 校慶日爭改制 台北工專請願人馬分兩路 教育部指三專改制必將實行-民生報
10. 反對教部改制沒原則 台北工專校友赴立院陳情-聯合報
11. 1989-5-8-為台北工專說幾句話-民生社評-民生報
12. 1989/7/31台北工專改制 教部允幫忙 -聯合晚報
13. 1989/8/15中興法商學院遷三峽 台北工專將增闢校地 -經濟日報
14. 1990/5/24台北工專 第二校區 設北縣 尤清表歡迎 祗要第一年建校經費先撥出 立刻協助設法取得用地 -聯合報
15. 1991/7/25希望台北工專､商專與興大法商學院合併 工專校友建議籌辦台北大學 -聯合報
16. 1991/11/19技職教育學校 教部擬大幅增設 計畫五年內共添11校 並將台北工專及國立藝專升格 -聯合晚報
17. 1991/11/19台北工專改制學院新址 北縣萬里鄉 雀屏中選 -民生報
18. 1991/11/21《心聲集》 北部地區不能沒有國立工專 不少中學生仍想報考 台北工專卻即將升格 教育部應早規劃 -聯合報
19. 1991/12/16台北工專 覓得第二校區地 改制為技術學院 兩年內達成 -聯合晚報
20. 1992/5/16台北工專 改制技術學院 -聯合晚報
21. 1992/8/23教育頻道 台北工專爭取升格 教育部原則同意-聯合報
22. 1993/4/25多所大專遷校案 可能叫停教部認為遷往山區可損害水土保持 教育經費有限亦不宜耗用大量經費遷建 -中國時報
23. 1993/5/4新設學校校地面積標準將縮小教部決修法 台北工專改制學院政策不變 -民生報
24. 1993/5/4台北工專＃學院+五專改制以後變成兩所學校 二專存廢由五專部決定 -中國時報
25. 1993/5/4擔心改制生變 -聯合報
26. 1993/5/8台北工專改制學院 政策不變 校友雖請願 教育部仍無法承諾改制時間 -民生報
27. 1993/5/8台北工專校友抗議遲不改制 -中國時報
28. 1993/5/8台北工專校友代表 抗議改制計畫拖延 郭為藩拒絕接見，指無法承諾實施時間 -聯合報
29. 1993/5/20台北工專三專部改制學院獲核准惟五專部仍保留 改制方式尚未定 -中國時報
30. 1993/5/20台北工專遷校 雷大雨小萬里鄉將組促進會玉成其事 -中國時報
31. 教育部政策主導 學院設置標準將降低 台北工專「就地改制」見曙光 -民生報
32. 1993/6/5台北工專三專可能原地改制學院五專部分另覓校地 仍採工專原名-中國時報
33. 1993/8/31台北工專等四所專校 明年就地改制學院 -民生報
34. 1993/9/15學院面積 標準回到「麻雀級」 台北工專、台北護專、台灣藝專均可就地改制 -聯合報
35. 1994/3/5興建工技學院將暫緩執行，影響大武崙房地產熱潮 -中國時報
36. 1994/3/5台北工專選上大武崙區設校觸碓籌建技術學院鄰近萬里交界景觀宜人 市長極力促成 唯教育部長郭為藩有意見 -中國時報
37. 1994/3/15政院同意台北工專改制三專改為國立台北技術學院 五專改為台北工業管理專校 -中國時報
38. 1994/3/25位於都市計劃區 學生未達一千人 專校設校面積降為四公頃台北工專等四所三專七月前可完成改制為技術學院 今年三專聯召亦將停辦 -中國時報
39. 1994/5/7台北工專護專及淡專三校今年改制學院前兩所將參加二技聯招 淡專則參加大學聯招爭取改制未能成功 藝專師生將發起抗爭-中國時報
40. 1994/5/26台北護專 國立藝專 台北工專改制學院如願以償 -中國時報
41. 1994/5/26政院通過教部所提申覆案 台北工專 護專 藝專 今年可改制學院 -民生報
42. 1994/10/20高明輝和台北工專結緣一甲子為日據時代少數台籍工專學生之一 現任校友會名譽會長喜見工專改制 -中國時報

3.18.2台北工專爭取改制奮鬥之新聞報導找出卡關端倪

*從第1則聯合報「1988/3/6-爭取改制 工專學生走上街頭-上午實到僅五人 卻勞動了十餘位警伯維持秩序」半訕笑口吻的報導中，卻揭露了在遊行前台北工專校方與學生協調會上，學生代表曾提及「改制」的事情，但校方以「願意再研究」的半敷衍方式來應付，引起學生普遍不滿。

*第6則1988/9/3聯合晚報-爭升格 台北工專抗議「獨漏」 報導中-更顯示台北工專校友與學生的不平與憤慨？報導內文如下：

「辦校平平的三所私立專校(銘傳商專、實踐家專、世新專校)都能升格，為什麼台北工專遲遲沒下文？」台北工專校友今天上午到教育部，抗議「獨漏」台北工專沒改制為學院。

台北工專40年前改制為專科，同時期(比台北工專晚成立)的專科(淡江英專、大同工專、行政專校)都已改制為學院或大學。校友們認為工專學生素質因此每下愈況，教育部又規定公立學校不得請求改制，他們只好「自救」。

*第10則1988/11/2 聯合報「反對教部改制沒原則 台北工專校友赴立院陳情」的報導- 也跟第6則類似反映出校友們對教育部改制沒原則及漠視台北工專的不滿。

這次陳情由於台北工工專校友不乏工商實業界人士，因此受到立委們重視，除了教育委員會的陳哲男、賴晚鐘委員外，張世良、謝美惠、黃河清等近十位委員，均紛紛到第十會客室表示關切。擔任教育委員會召集人的陳哲男說：「陳情案如此受重視，台北工專是第一個。」據台北工專校友陳情指出，台北工專師資優異，學生傑出，過去對國家工業發展貢獻鉅大，如今包括銘傳、世新、實踐三校都獲升格為學院，台北工專卻因政策考慮，須做「工專龍頭」而被犧牲，令人不服。

*第31則1993/5/20 民生報「教育部政策主導 學院設置標準將降低 台北工專「就地改制」見曙光 」之報導，揭露另一卡關台北工專升格的主因，就是校地行之數十年之大專設校面積要有15公頃的標準，台北工專現有面積只有9.6公頃，不符標準。所以選定萬里第二校區，但萬里交通不便，辦理推廣教育也不方便。

教育部次長楊朝祥表示；設校面積標準將大幅調修正，在都市計畫區內的最小面積是五公頃、都市計畫區外的最小面積是六公頃。如果學生數增加，校方必須再依學生數換算單位學生面積。因此，台北工專現有的9.6公頃校地，只要將日間部學生人數由5000多人控制在4900人左右，即符合改制為學院的條件。

3.18.3 台北工專校友回憶有關母校改制之見解

根據民國100(2011)年國立台北科技大學為慶祝建校100年出版的「台北工業生的回憶(二)」口述訪談史中，挑出兩位校友摘要其對母校改制遭遇的見解，如下述：

3.18.3.1  民國43(1954)年第2屆五年制機械科畢業賴○存校友對學校改制之我見

賴老校友在1949年考入台北工專就學時，大專院校才7所，分別為台大、省立師範學院(現在的師大)、台中的省立農學院(現中興大學)、台南省立工學院(現成功大學)共四所大學(學院)，另外省立台北工專(1948年成立)、省立地方行政專校(1949年)及私立淡江英語專科學校(1950)等三家專科學校，大專學校總共7校。

台灣省立地方行政專校成立時沒有校舍，曾借用台北工專教室夜間上課，但卻於1955年改制為「法商學院」。私立淡江英專也在1958年改制為淡江文理學院。只有「台北工專」一直維持著專科的體制，直到1994年，才因時代趨勢改制為「國立台北技術學院」。

當時為什麼會將台北工專留在專科體制呢？就是要有一座優秀專科學校的樣板，就我(賴老校友)個人的認知，應該與李煥有關。李煥對台北工專的印象很深刻，1952年秋救國團成立後，李煥正好擔任救國團主任秘書，台北工專學生表現相當優秀，也比較活躍，可能因為這樣李煥對台北工專的印象很好。……(作者註：李煥1984/6/1~1987/7/4擔任教育部長、1989/6/1~1990/6/1行政院長)

3.18.3.2  民國71(1982)年第30屆五年制電機科畢業姚立德校友校長之改制升格說緣由

• 姚立德校友校長簡介

姚立德校友校長於民國66(1977)年同時考取建中及台北工專，卻捨棄建中進入台北工專五年制電機科就讀，1982年7月畢業。那時工專畢業要進修只有兩個方向，一世出國留學，另一是讀「台灣工業技術學院」。他畢業時，「台灣工業技術學院」才剛設立沒有幾年，很多台北工專學長校友選擇到「台灣工業技術學院」繼續深造，但是學長回來後總會說，課程都一樣，只是把在台北工專的課本重讀一遍，沒有什麼差別。雖然他家環境來說，出國留學有點不自量力，但在他不願意就讀台灣技術學院之下，最後還是選擇出國深造。

另外一個選擇出國留學的原因，是他台北工專五年制電機科班上不少同學朋友考上建中、師大附中，他們卻選擇就讀工專的，到了五電三暑假升四年級時，班上氣氛很差，因為看到大學放榜單，可能都會心想；「以前我這個同學，在國中時成績比我差很多，但都讀台大、清大……。」所以大家心情很不好，有矮人一截的感覺。他其實也曾經後悔沒有去讀建中。也就是因為這樣，他在五電三暑假就決定要出國留學進修，開始去補習英文……。

1985年他先到密蘇里大學取得碩士學位，後來到密西根大學一年，因為學費太貴，轉到威斯康辛(麥迪遜校區)大學待了四年1992年取得博士學位。1992年返國後，受到台北工專母校鄭永福老師的邀請，捨棄原到成大航太系任教計畫，回母校擔任教職。接著擔任註冊組長執行聯招、教務長、副校長，民國100(2011)年遴選為校長，成為第一位校友校長。

• 姚校長說台北工專改制升格說緣由

姚校長說，1994年學校爭取改制時，他是以教職員的身分綁白布條去衝。那時最轟動的人，一位是高明輝元老(1930年考入台北工業學校)，另位是校友立委鄭余鎮，帶領去衝。推動學校改制主要是校友在號召，學校不好帶頭抗爭，如果老師要表達個人意見，可以跟校友起去。

為什麼台北工專的改制那麼重要？因為目前少子化的趨勢，大家在怎麼辛苦，也要讓孩子讀大學，不會去讀專科學校？如果沒有推動改制，可能就會像很多專科學校一樣，無法招足學生，慢慢地被淘汰。

台北工專改制這件事情其實是經過很長時間的奮鬥，但為什麼台北工專改制要比較久的時間，過程會比較艱辛？因為台北工專舉足輕重，有件事他記得很清楚，就是夏漢民反對台北工專改制，夏漢民擔任過成大校長、國科會主委及行政院政務委員，在台北工專改制的過程中，夏漢民是反對的；另外像李國鼎在當時也持反對意見。

這些老一輩的人認為台北工專對輔助國家經建發展有莫大貢獻，他們對台北工專的印象都非常好，所以覺得台北工專如果改制，實在太可惜了！他們的態度對台北工專改制的影響非常大，……。

姚校長記得當時他協助張天津校長跟夏漢民溝通，因為時代不一樣了，不能改制對台北工專太不公平，後來經過校友抗爭，台北工專改制後，其他學校改制就非常容易。1994年台北工專改制技術學院之後，隨後也改制的技職學校有70幾所，其中後來將近有一半改制為科技大學，……。在這個學制變革的年代中回想起來，時幾年前台北工專的改制真的很辛苦，跟之後專科學校改制愈容易的情形相比，真是有點「時空錯亂」的感覺！

3.19 1994年改制技術學院後社會難捨台北工專，遭監察院糾正，1997年改名台北科大台北工專停招

民國83(1994)年母校台北工專好不容易改制成為技術學院，當時教育部專科學校改制技術學院附設專科部的有關辦法尚未通過，但配合包括世界新專、銘傳商專等校三專部廢除，改制技術學院的政策，台北工專三專部也同時改制技術學院；至於改制後仍保留專科學校繼續招收五專部學生，則是因行政院認為台北工專在國內工業發展上有極大的貢獻，也是北部北區五專聯招的榜首代表性的專校，不宜廢校。因此，國立台北技術學院和台北工專兩校變成共同校地、及行政人員連體嬰。在民國85年9月初被監察院糾正，限令教育部在三個月內處理。教育部昨(11/6)天邀集台北技術學院代表研商，會中決定，台北工專將在三年內逐年裁減消失，招生名額也將逐年分散至其他專校，以漸進的方式在三年後廢校。

這個決定馬上就引起外界12萬考生嘩然，方寸大亂。行政院駁回台北工專1997年停招案 要求教部再研議，教育部長吳京再向監察院爭取。1997/7/26最後協商結果台北工專1997年續招一年，1998年開始停招。此外，行政院並通過臺北技術學院改名國立台北科技大學。

這科大改名中間還有一段插曲，1997年申請改名大學的六所技術學院中，5月7日教育部宣布只有台灣工業技術學院、雲林技術學院及屏東技術學院三所獲准。教育部曾指出，台北技術學院因台北工專招生事宜尚未解決等原因，未能升格。台北技術學院校方相當不滿地表示，教育部承認該校辦學績優，卻未明確交代落榜的原因，該校校友會已醞釀發起六萬多名校友，近日內到教育部抗議。

為化解台北技術學院的不滿情緒，教育部5月7日晚上緊急會商後指出，將接受包括台北技術學院在內的三所落榜學校申覆，順利的話，今年不必先籌設，就可以改制為科技大學。最後於1997/7/26行政院舉行台北工專停辦等案審議會議中，通過1997年8月1日改名國立台北科技大學。其他台灣工業、屏東、雲林及朝陽等四所技術學院也同時於1997/8/1正式改名科技大學。

台北工業技術學院改名台北科技大學，終於讓母校及眾多校友吐口怨氣，與早20年前當時幾乎由母校台北工專改制後來被捨棄而另外成立的台灣工業技術學院同時升格為科大，追成平手。所以這次1997/8/1改制慶祝活動擴大舉行，當時請到立法委員蕭萬長(1997/9/1升任行政院長)、行政院祕書長趙守博、考選部長陳金讓、監察委員翟宗泉等多人到場祝賀。蕭萬長以「差一點是校友」的身分，說自己在民國43年考上當時的台北工專，但是後來留下來念嘉義高中，雖然沒當上校友，但是對台北工專有一份特殊感情。

有關上述事項參考下列相關報紙刊登的新聞報導(標題)如下：

• 1996/9/30-不做連體校…北技盼停辦工專-一套班子兩塊招牌 監院糾正限令三月內切割 教職員但盼盡速實現 還給技術學院正常運作空間-聯合報
• 1996/10/1兩校共用一校地 監院有異見： 要求教育部三個月內解決台北工專和台北技術學院老問題 -中國時報
• 1996/10/1北技學院 台北工專是分是合難取捨　校方：遵從教部決定 楊朝祥：停辦五專影響升學管道 -中央日報
• 1996/10/11學校宛如「連體嬰」分合兩難： 台北技術學院、台北工專共用一校地遭監院糾正教育部處理左右為難-中國時報
• 1996/11/7台北工專升格為學院： 專科部三年內停止招生-中國時報
• 1996/11/7台北工專將成歷史名詞　最快明年廢校與台北技術學院合併 三至五年內全部停招 -中央日報
• 1996/11/7國立台北工專三年後廢校-聯合報
• 1997/1/23台北工專何時停招　教部北技各說各話　教部：最快八十七學年最慢八十八學年　北技：八十六學年度決議不變 -中央日報
• 1997/3/17臺北工專明年停招 走入歷史 學院部今年先升格為科技大學 解決校區共用問題 -中央日報
• 1997/5/8-改制科技大學 三校落榜-台北技術學院反彈 教育部將接受申覆-聯合報
• 1997/5/22-北技校友會29日上街抗議-不滿教育部未通過升格為科技大學 預計千人參加-聯合報
• 1997/5/30台北工專決停招 12萬考生嘩然： 技術學院與工專違法共用校地 吳京： 結束五專部是痛苦的決定 -中國時報
• 1997/5/30台北工專停招 教育部致歉： 招生名額分散其他學校 是否衝擊技職體系待觀察 -中國時報
• 1997/5/31台北工專停招考生方寸大亂： 部份甄選學生兩頭空受害最深政院緊急討論可能有轉圜 -中國時報
• 1997/6/4政院翻案：台北工專 今年 續招生 -聯合晚報
• 1997/6/5台北工專可望再招生一年?： 吳京盼停招行動「再議」校方錯愕-中國時報
• 1997/6/5台北工專可能續招一年　政院駁回停招案 要求教部再研議 吳京將向監院爭取 -中央日報
• 1997/6/11台北工專決續招一年： 明年停辦 在校生將用寄學籍方式唸完 -中國時報
• 1997/7/26臺北工專敲定明年停招 政院並通過臺北技院改名科技大學 學校須在月內完成校地、財產轉移 -中央日報
• 1997/8/1-科技院升格 一口氣五所-技術學院、工技院、屏技、雲技、朝陽今天改大學-聯合報

3.20 2018年金字招牌台北工專五專又復活

民國86(1997)年母校升格台北科大招收最後一屆台北工專五專生後，過了20個年頭的2017年5月教育部宣布：教育部補助指標科大將附設五專，培養中階工程師，學生與產業雙贏，盼明年招生。也就是金字招牌台北工專五專又復活了！

這項創舉係2017年3月台北科大母校姚立德校長被借調到教育部擔任政務次長所擬定的，他在2017/5/2強調，將重振昔日五專。他說，台灣的產業界很缺乏技術精湛的中階技術工程師，而中階工程師通常是專科畢業，他已說服數所指標性國立科大帶頭附設五專，由教育部補助經費，希望找回五專優勢。

姚次長又說，廿年前台灣有很好的專科教育，曾培養出無數的中階工程師，而這些中階工程師後來也成為產業中階主力，甚至成了產業領導者、企業家；現在很多大學生畢業後只想成為高端工程師，但從國家的發展及產業現況來看，其實很需要專科畢業、中程階段的技術工程師，「這一塊非常缺乏」。

2018/6/21全國五專聯合免試入學招生名額昨公布，北、中、南區共47校招收一般及特種生共1.9萬多人，其中最受矚目的是台北科大首招五專菁英班，智慧自動化工程科聯合免試只開出16個名額，競爭激烈，預估錄取分數就像當年台北工專時代，可能不輸建中、北一女。

北科大指出，五專菁英班學生將由75位機電學院專任教授依專長領域施教與輔導，並與和碩、群光、友達及IBM等知名企業共同合作，加強產業核心技術之學習；專班採「一徒二師」制教法，每位學生安排一位專任教師、一位企業家導師聯合輔導。

有關前述五專復活的摘要新聞報導(標題)如下：

• 2017/5/2-教部補助 盼明年招生-指標科大將附設五專-培養中階工程師 學生與產業雙贏-聯合報
• 2017-5-8-科大附五專-產官學培養中階人才 擬107學年起招生-聯合報
• 2017-12-1-端百萬獎金 要與建中搶才-10所公私立科大 明年開設五專部-聯合晚報
• 2017-12-11-五專復活了-北科大明年招生 知名董座當導師-聯合報
• 2018/6/22-北科大五專菁英班 競爭激烈-預估錄取分數 不輸建北-聯合報

3.21 寫後語

在談完日治時期的母校過往後，繼續寫戰後母校升格改制的過程，原來以為像校方官方說法只有幾行字那般簡潔？沒想到利用國立台灣圖書館之電子資源查詢系統的公論報、自立晚報原版報紙資料庫、及台灣新聞智慧網(包括聯合報、聯合晚報、民生報、經濟日報、中央日報、中國時報等)；國史館台灣文獻館館藏檔案文物之檔案查詢系統(包括台灣省議會史料總庫)；國立公共資訊圖書館之數位典藏服務網舊報紙(主要為民報及民聲日報等)，還有校友高玉樹回憶錄及台北工業生的回憶(台北科大口述歷史叢書)等資源爬梳的結果，挖掘到許多我第一次接觸的資訊，可能有些不方便寫在學校官方文件中？

尤其戰後國民政府接收後，1945年底母校改名省立台北工職，1948年升格台北工專那段經過，原來藏著好多日治時期校友老前輩不屈不撓的請願歷史(參見第3.2.2.5節「台北工職升格工專」坎坷升格夢，終由新設工專迂迴策略成真的感嘆)，這些我在學時母校都沒教我們的。

另一件台北工專改制技術學院的經過，在錯失1974年改制良機後，竟再奮鬥20年(1994年)才達成升格技術學院願望，真令人扼腕與嘆息！其中不能升格的重要原因竟是老一輩政府官員認為台北工專對輔助國家經建發展有莫大貢獻，他們對台北工專的印象都非常好，所以覺得台北工專如果改制，實在太可惜了！因而政策考慮，須做「工專龍頭」而被犧牲，這原因太令我等校友搖頭不服了？

的確像我等2、3年級的台北工專電機科畢業生，在那個「來來來、來台大、去去去、去美國」留學正盛的年代，留在台灣服務輔助國家經建發展的都是我等工專生。單就我服務過的台電，是電機科畢業生就業大本營，我這梯當到處長職級時，總管理處的機電單位電力調度處、系統規劃處、供電處、發電處等處長，還有核火發電工程處、核二電廠等都是台北工專校友，同時有主管核能及業務單位的兩位副總經理也是我同屆的校友。可見早年台北工專的貢獻度。

如今母校在1997年升格為台北科大，跟早母校20年成立為技術學院的台灣科大同日改制科大以及其他科大站在同一科大起跑點。緬懷母校戰後台北工職-台北工專-台北技術學院-台北科大的升格改制歷程之艱辛困難與峰迴路轉，感念校友前輩努力幫母校向前衝撞，母校終於才有今天的科大地位。

深深期許母校在教學、師資、研究、創新方面能夠在提升(像多幾位像姚立德校友校長)，並且善用百年廣大畢業校友的資源傳承經驗及學生交流實習，以及母校三捷運交會交通便利優勢，吸引眾多最優秀學生，讓母校能夠繼續引領風潮，恢復早年「工專龍頭」成為台灣技職教育體系之首！

資料來源：

國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統

舊報紙(民報、民聲日報等) 數位典藏服務網 國立公共資訊圖書館

國史館台灣文獻館-臺灣省議會史料總庫

公論報 繙云文獻–國立台圖電子資源查詢系統

自立晚報原版報紙資料庫 國立台圖電子資源查詢系統

高玉樹回憶錄-玉樹臨風步步高 高玉樹口述 林忠勝撰述 吳君瑩紀錄 前衛出版社 2007/7

台灣新聞智慧網(包括聯合報、聯合晚報、民生報、經濟日報、中央日報、中國時報等) 國立台圖電子資源查詢系統

聯合知識庫：全文報紙資料庫

台北工業生的回憶(二) 鄭麗玲 楊麗祝 著 國立台北科大口述歷史叢書(2)

國立台北科大校史館

[待續]

烏克蘭電力工程師向俄羅斯電力同行們的呼籲及烏克蘭電力簡介

內容：

一.前言

二.烏克蘭電力工程師們給俄羅斯同行的一封信

三.烏克蘭電力簡介

3.1烏克蘭國家地理位置面積人口簡介

3.2烏克蘭電力系統簡介

3.2.1系統並聯於蘇聯及俄羅斯時期的IPS/UPS系統時期

3.2.2  2003年先開放布舒汀火力電廠島區系統並聯UCTE系統

3.2.3  2003年進行IPS/UPS與UCTE兩系統並聯可行性研究

3.2.4  烏克蘭系統併入UCTE(ENTSO-E)的歷程

3.2.4.1  2005-2022/2/24俄羅斯入侵前之併入歐洲大陸電網的歷程

3.2.4.2  烏克蘭TSO在俄羅斯入侵後與正式併入ENTSO-E系統前的推特戰爭日記

3.2.4.3  烏克蘭TSO在系統正式併入ENTSO-E後的推特(或Linkedin)戰爭日記

3.3烏克蘭電力之電源及負載簡介

3.3.1 2010-2020烏克蘭電力系統之各類發電裝置容量

3.3.2 2021年底烏克蘭電力系統之各類發電廠裝置容量明細表

3.3.3烏克蘭電力系統2020~2021年各類發電占比之比較

3.3.4烏克蘭電力系統2021年度發電-負載平衡圖

3.3.5烏克蘭輸電調度中心(Ukrenergo)轄區的日發電曲線

3.3.6烏克蘭電業改革之電力市場簡介

四. 後語

參考資料：

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一.前言

自從2022/2/24俄羅斯入侵烏克蘭以來，發現除了武力的戰爭外，更出現過去戰爭所沒有的資訊戰。這次烏克蘭方面表現得可圈可點，從烏克蘭總統澤倫斯基(Vladimir Alexandrovich Zelensky)到烏克蘭政府各級機關以至平民百姓，最近看到連電力工程師都出來向俄羅斯的同行遞出呼籲信停止戰爭！特別在台灣也曾是電力工程師的我，看過了這封呼籲信，更是有感與共鳴，讓我動容！特別將此信分享大家！

在此同時，特別對這從前陌生國度的同行烏克蘭電業，進行一番的研究與了解，跟大家分享如後！

二. 2022/3/3烏克蘭電力工程師們給俄羅斯同行的一封信

俄羅斯電力工程師們！

烏克蘭電力工程師正在向您們呼籲！

對於許多人來說，我們的相識超越了一般的專業團結團體！

我們一起學習，一起工作！我們是朋友！我們在職業假期時還互相祝賀，並一直祝福快樂幸福、健康、與和平！

和平！但是自從我們的和平時光結束以來已經一星期了。

俄羅斯飛彈擊中我們的家園房子，破壞了和平。俄羅斯坦克蹂躪著我們的村莊，碾碎了我們的汽車。俄羅斯的砲彈打斷我們的輸配電線路，並摧毀我們的變電所。俄羅斯軍隊相信他們正在解放我們。就非常像80年前的納粹相信他們是解放者一樣。

我們在鎗林彈雨、「Grads火箭炮」、「Tornadoes多管火箭炮」、「Buratinoes多管火箭炮」、「Iskanders飛彈」、及其他死亡器械砲彈下工作，這些已經讓我們的孩子們學會透過遠近及爆炸的聲音來判別這些會讓人死亡的器械砲彈。

每隔一小時，我們就會到戰野裡，站穩腳步撲滅變壓器火災，為城鎮重新註入電力。而這一切都在大砲的隆隆聲、火箭炮的呼嘯聲及空襲的轟鳴聲下進行搶救工作。

我們在我們的工作場所、在我們的工廠、在我們的家中，突然死去。每天。不僅為我們自己，也為您們。因為這種可怕的黑暗噩夢對我們來說已經變成常見一環。

我們會向您發送前一天的照片摘要。這些是我們的同事，他們赤手空拳地在烏克蘭東南部的安赫德( Energodar )市攔阻來自貴國的坦克。那裏是軍方不被允許進入扎波羅傑(Zaporizhzhya)核能發電廠及當地火力發電廠的衛星城市。然而我們這個緊急搶救隊，正在戰場上站穩腳步，在那裏40 分鐘前有重型火砲及坦克的砲彈爆炸過。以及這是一座被砲擊摧毀的變電所，我們的同事正在修復它，以便為數十個城鎮恢復供電。這就是這場戰爭在我們眼中的樣子。為在我們土地上生活及工作的權利而戰。

我們不是在口出怨言抱怨！一點也不！這不是我們的本性-您們知道的。今天我們以同樣的人們及專業人士求助於您們。我們完全明白，你們所產生的電力，係透過電視銀幕的醜陋矩陣光點折射出來給你們，對我們播下仇恨的種子，及蔑視我們、自由、真理、以及金錢與權力等任何事情。

我們堅定不移的精神及信念，我們會贏。我們知道，戰爭的恐怖不是由您的兒子、您的兄弟帶來的，而是由您們令人心急如焚的力量(政府)帶來的。準備好殺死成千上萬的人，用火箭攻擊我們，以及表達我們的觀點而將您投入監獄，甚至無需離開您的宮殿。從他們(政府)遊艇的甲板上看著你們及我們。

我們是電力工程師！我們選擇為人們提供電熱及電力，作為我們的生活信條。我們的工作是經濟及福祉的基礎。我們相信，您們能夠阻止你們發動這場罪惡戰爭的政府。

我們的勝利將給您有機會獲得自由並重返文明世界。

三.烏克蘭電力簡介

3.1烏克蘭國家地理位置面積人口簡介

烏克蘭位於歐洲東部，東連俄羅斯聯邦、南臨黑海、北與白俄羅斯毗鄰，西與波蘭、斯洛伐克、匈牙利、羅馬尼亞及摩爾多瓦諸國相連。地理位置上位於歐盟與俄羅斯為首的獨立國協之交界處，為西方世界與俄羅斯地緣政治的交會點。烏克蘭國土面積為60.37萬平方公里，人口在蘇聯解體後的1993年約有5,200萬人，之後，人口減少，到2004年6月1日，烏克蘭人口為4,746萬人，2022年俄羅斯入侵前人口約4,100萬人。

圖1 烏克蘭地理位置圖(資料來源：GOGLE MAP)

3.2烏克蘭電力系統簡介

3.2.1系統並聯於蘇聯及俄羅斯時期的IPS/UPS系統時期

1991年蘇聯 (CCCP:蘇維埃社會主義共和國聯盟) 解體前，烏克蘭跟俄羅斯等同為蘇聯的一個加盟共和國【蘇聯解體後，仿照英國大英國協(Commonwealth of Nations)作法，俄羅斯與前蘇聯加盟共和國(波羅的海三小國除外)成立獨立國家國協( CIS: Commonwealth of Independent States；簡稱獨立國協或CIS)】烏克蘭電力系統(圖2)併聯於蘇聯統一電力系統(UPS :Unified power system of USSR)，與當時的UPS還跟波蘭、東德、捷克、匈牙利、羅馬尼亞及保加利亞綜合電力系統(IPS: Integrated Power System)互聯運轉。USSR解體後，原統一電力系統仍稱UPS，但由俄羅斯的統一電力系統(Unified power system of Rassia)接替。1995年波蘭開始脫離UPS，改加入歐盟的輸電協調聯合會(UCTE: Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity) 系統後，接著羅馬尼亞、捷克斯洛伐克、匈牙利、保加利亞分別從UPS轉向加入UCTE(2009年7月改為ENTSO-E)電力系統與UPS系統分離，最後連波羅地海三小國也步上後塵改聯接到歐洲大陸系統。只有烏克蘭與摩爾多瓦還跟俄羅斯的IPS/UPS系統互聯。

圖2 烏克蘭整體電力系統圖(資料來源：烏克蘭國營電力外貿公司-SFTC Ukrinterenergo)

3.2.2  2003年先開放布舒汀火力電廠島區系統並聯UCTE系統

然而，烏克蘭於2003年先將烏克蘭西部的一塊區域叫「布舒汀火力電廠島區(‘Burshtynska TPP Island)」，該島區包含布舒汀(Burshtynska)火力電廠(12部機共2,334MW)、卡魯斯卡(Kaluska)汽電共生廠(200MW)、及特雷布莉亞(Tereblia-Rikska)水力電廠總裝置容量達2,530MW，以及面積2.7萬平方公里克爾巴千(Carpathian)地區配電系統，並透過 220、400 及 750 kV 輸電線路與歐盟歐洲大陸的斯洛伐克、匈牙利及羅馬尼亞電力系統同步連接。目的是加速烏克蘭互聯電力系統(IPS)並入UCTE( 現在的ENTSO-E) 歐洲大陸系統。

圖3 烏克蘭布舒汀火力電廠島(Burshtyn TPP Island)連接鄰國獨立電力系統圖(資料來源：烏克蘭國營電力外貿公司-SFTC Ukrinterenergo-Map of the electricity interconnector link Burshtyn TPP Island to the neighboring Country)

3.2.3  2003年進行IPS/UPS與UCTE兩系統並聯可行性研究

2002 年初，獨立國協的國家電力委員會 (EPC CIS: Electric Power Council of the Commonwealth of Independent States) 表示有興趣將獨立國協及波羅的海國家的電力系統(IPS/UPS)與UCTE會員國電力系統同步互聯。

因此，UCTE 決定進行定態電力潮流 (steady state load-flow) 分析之事先可行性研究。 在 2003 年完成後，UCTE 與 EPC 獨立國協的運轉及技術協調委員會 (COTC : Commission on Operational and Technological Coordination)同意啟動有關電力系統同步互聯的詳細可行性研究。

此計畫是UCTE集團(Consortium)與從IPS/UPS一組公司密切合作進行的。有關本次可行性橫跨歐亞不同的同步系統的地理位置，詳如圖3所示：

圖4 2002年歐盟歐洲大陸(UCTE)與北歐(Nordel)電力系統與綜合電力系統/俄羅斯統一電力系統(IPS/UPS)電力系統互聯倡議之模擬電力系統地理位置圖(資料來源：Annual Report 2004  UCTE)

2008年底，為期三年UCTE-IPS/UPS可行性研究結束，期末報告結論總結了可行性研究的基本發現，這些發現獲得研究合作夥伴的普遍認同與分享。結論表明同步互聯在技術上似乎可行，但UCTE與IPS/UPS定態穩定度之間的潛在電力融通是有限的，主要是由於相關系統的內部壅塞。

另外動態穩定度分析，楬櫫了同步互聯系統結構內對區域間電力震盪的敏感度，嚴重的擾動會導致互聯系統出現大範圍的震盪，可能導致系統安全度降低，需要在發電及輸電領域進行投資。

此外，研究報告指出有必要進行近一步調查與研究：包括IPS/UPS 動態性能的驗證必須透過長時間的觀察，才能夠確保更深入動態模擬結果之可靠。以及IPS/UPS系統至今未經歷過嚴重事故所引起的緊急情況分析，目的是調整及協調兩個同步系統目前現有操作運轉指南、保護防禦及復電計劃。

綜上結果顯示同步互聯的整體複雜度，從系統安全度及整體可靠度的背景，以及基礎電力市場可運作性的角度來看，必須將本計畫視為長期選擇。

3.2.4  烏克蘭系統併入UCTE(ENTSO-E)的歷程

UCTE-IPS/UPS兩系統並聯可行性研究進行時，烏克蘭政府認為該國整個綜合電力系統(IPS: Integrated Power System)與歐洲大陸電力系統之整合是烏克蘭在電網發展中的主要目標之一。它也是烏克蘭IPS能源安全、可靠與平衡績效的最重要因素之一，以允許有效利用能源資源並顯著提高輸出電力之能力。

3.2.4.1  2005-2022/2/24俄羅斯入侵前之併入歐洲大陸電網的歷程

於是，2005/1/12 與歐盟簽訂了烏克蘭與歐盟能源領域合作備忘錄，大意為：

【…...各方將盡最大努力貢獻建立UCTE系統與烏克蘭電網系統之間的互聯…】、【認知到烏克蘭系統運轉、發電設備、及電網之技術標準與 UCTE 標準兼容的需要……】。

之後，歷年在與UCTE電網整合路上，主要工作項目如後：

• 2006/3/15發布烏克蘭內閣第 145-p 號令【關於批准2030年之前的能源策略】計畫。
• 2006/5/3 UCTE接受烏克蘭及摩爾多瓦電力系統互聯擴大同步區的申請。
• 2006/11/23  UCTE啟動【烏克蘭/摩爾多瓦-UCTE】專案計畫小組（PG）。
• 2007/6/13 烏克蘭發布內閣命令№408-р 【關於通過能源部門改革及發展行動計劃】…於2007-2008年制定烏克蘭 IPS的頻率、出力、電力潮流、安全及可靠度準則之控制標準，滿足歐洲國家電業協會的要求。
• 2008/1/17- UCTE通過烏克蘭及摩爾多瓦與 UCTE 電力系統互聯專案計劃小組( PG )的職責範圍。
• 2008/9 簽訂關於資助【支援實施烏克蘭能源策略】計劃之協議，製定烏克蘭IPS與跨歐洲電網整合行動計劃。
• 2008/10/9 燃料及能源部發布第499號令【關於通過到2020年前TPP及CPP電廠的重建及升級計劃】。根據 UCTE 的要求之機組升級（至2015年約9.39 億烏幣）。
• 2009/3/24 燃料及能源部發布第157號與第158 號令，批准的技術文件為：
  • 烏克蘭IPS頻率及出力控制的基本要求；
  • 發電機組的一次及二次頻率及出力控制安排之方法指南；
  • 檢查 TPP、HPP 及 APP 電廠頻率與出力控制準備情況的方法指南
• 2009/9  ENTSO-E TSO 執行調查專案集團成立
• 2009/10/15 燃料及能源部發布第532號令：【關於通過準備烏克蘭IPS與歐洲國家協會系統運轉之優先措施計劃】，首要措施：到2015年 – 超過31億烏幣。
• 2009/11/24 烏克蘭-歐盟協會議程：討論準備與促進協會協議的實施；根據 UCTE 的要求，加快將烏克蘭綜合電力系統納入中歐大陸電網的工作。
• 2010/12/15 烏克蘭成為能源共同體條約之締約國，烏克蘭最高拉達(議會)批准了烏克蘭加入能源共同體條約之議定書。為了確保遵守能源共同體條約第二章，批准了烏克蘭 acquis communautaire 的實施時間表(歐盟委員會對烏克蘭立法的指令、法規及決定的實施）。
• 2011/2/1 能源共同體條約對烏克蘭生效。
• 2011/3/8 烏克蘭內閣發布法令№733-p【關於批准執行能源共同體條約義務的計劃】
• 2012-2014年ENTSO-E(2009年前為UCTE)成員組成的研究集團進行「烏克蘭及摩爾多瓦電力系統與 ENTSO-E 歐洲大陸電力系統的同步互聯」可行性研究計畫，該研究於 2016年1月完成。可行性研究的總體目標是：
  • 調查烏克蘭及摩爾多瓦電力系統與歐洲大陸同步區並聯運轉的可能性，尊重其技術運轉標準；及
  • 調查 ENTSO-E 技術運轉標準在烏克蘭及摩爾多瓦電力系統中的實施程度。

可行性研究提出了適當的建議，以克服在技術上、組織上及可能之法律主要障礙，以及支援包括 ENTSO-E在內的各種適當機構之工作，以決定並商定所需措施。 該研究的主要結論總結如下：

• 從靜態分析的角度來看預計2020年基礎設施（既有與計劃中），烏克蘭及摩爾多瓦電力系統與 ENTSO-E大陸部分系統之同步連接是可行的。
• 從動態分析的角度來看，由於互聯模擬中指認出的區域間不穩定風險，如果不採取適當的對策，互聯是不可能實現的。不穩定的根源是烏克蘭大型發電機低頻振盪阻尼的不足。
• 如果採取建議的對策之一，則可改善區域間的穩定度。 所採用的解決方案必須由烏克蘭及摩爾多瓦電廠既有控制系統的製造商進行驗證，特別是在涉及核能電廠時。
• 只有在所建議措施的修訂，並對選定的激磁機及調速機進行現場測試之後，才能對措施的有效性及其對互聯系統小信號區域間穩定度的影響，進行最終評估。
• 關於運轉問題，根據所收到的資料及分析，烏克蘭及摩爾多瓦的電力系統已部分準備好根據ENTSO-E規則之運轉手冊與歐洲大陸系統同步運轉。 為了達到預期的合乎規定的水準，主要議題必須涵蓋到有關頻率調整、即時調度運轉及特殊保護系統等議題。
• 歐洲能源法律體系，特別是第三能源包裹計劃(Third Energy Package)，應在烏克蘭(UA)及摩爾多瓦(MD)全面實施。 關於能源方面，從 UA/MD 所收到的訊息顯示，摩爾多瓦及烏克蘭的系統，目前並不完全符合適用於 ENTSO-E 國家的系統，儘管這兩個系統都在朝著正確的方向發展。

• 2013-2014 獨立廣場人民抗爭(Euromaidan)之後，烏克蘭政府更積極尋求推展能源部門的改革。2014年俄羅斯佔領克里米亞，以及與俄羅斯支持頓巴斯分離主義分子的衝突，導致烏克蘭能源短缺與供應中斷，尤其是在煤炭行業。烏克蘭政府在尋求促進能源安全與穩定的同時，對歐盟與國際貨幣基金組織的承諾，更促使政府在國營事業引入改革，包括放鬆費率管制、私有化及改善公司治理。 政府公佈了天然氣及電力市場法律，以符合歐盟標準並促進市場耦合，同時開始除役或私有化國有煤礦。此外，烏克蘭開始致力於拆分國營事業（尤其是石油及天然氣公司 Naftogaz），同時增加再生能源在能源結構中的占比。
  • 2017年6月，烏克蘭與ENTSO-E雙方簽署了關於烏克蘭/摩爾多瓦電力系統與歐洲大陸電力系統未來互聯條件協議。這些協議包含將由烏克蘭及摩爾多瓦實施的措施目錄。 其中一項行動是進行額外的研究，以詳細調查確保系統穩定度所需的任何技術性措施。
  • 2020年4月開始的額外研究，將分析在當前情況下，無需發展計畫時，同步互聯烏克蘭、摩爾多瓦與歐洲大陸的電力系統之可能性。確保系統穩定之技術性措施，將根據動態模擬來確定 – 建立考慮 – 最近在烏克蘭與摩爾多瓦進行的機組測試之結果。
  • 2020年烏克蘭更新措施目錄，以相對應於同步區域架構協議 (SAFA: Synchronous Area Framework Agreement)及歐洲電網絡法規。
  • ENTSO-E從系統開發的角度來看，烏克蘭及摩爾多瓦的敏感度研究將包括在 ENTSO-E的2020年十年電網發展計畫(TYNDP2020) 過程中，以便：
    • 調查UA/MD互聯對ENTSO-E 電力市場及輸電電網運轉的影響，重點關注在東南歐大陸(CSE)地區，並將中東歐大陸(CCE)地區作為觀察區域；
    • 研究在東南歐大陸(RG CSE)地區或能源共同體下的能源共同體利益計畫(PECI)、共同利益計畫(PMI)過程中新的未來計畫對於 UA/MD 與 ENTSO-E 電力系統互聯的重要性； 並
    • 評估UA/MD同步互聯對中東歐大陸(CCE)國家的影響，這將是未來十年電網發展計畫(TYNDP)過程中敏感度分析的範圍。
  • 2017年開始，作為加入ENTSO-E電網準備工作的一部分，烏克蘭的電網一直在測試它是如何獨立運轉，最初預計將於2023年完成。最近測試的一部分為2022/2/23午夜烏克蘭電力系統將與俄羅斯與白俄羅斯的IPS/UPS系統斷聯，烏克蘭布舒汀火力電廠島區將與ENTSO-E系統解聯併回烏克蘭電力系統，進行3天的系統獨立運轉試驗。
  • 2022/2/8 美國布林肯國務卿週一(2/7)在華盛頓表示，美國支持烏克蘭與歐洲ENTSO-E電網互相連接的努力。
• 2022/2/17 烏克蘭電力系統計劃於2022年2月24日至26日進行第一階段的測試，與俄羅斯、白俄羅斯及 ENTSO-E 電網之電力系統斷聯開來獨立運轉。

3.2.4.2  烏克蘭TSO在俄羅斯入侵後與正式併入ENTSO-E系統前的推特戰爭日記

• 2022/2/24：俄羅斯入侵烏克蘭，烏克蘭電力系統繼續開始獨立運轉試驗，系統運轉穩定。
• 2022/2/25：烏克蘭電力系統正常運轉。頻率控制在 50 Hz。為住家及軍方提供穩定、完整的電力供應。基輔電力供應充足。
• 2022/2/26：截至2月26日上午，烏克蘭電力系統獨立運轉穩定，頻率控制在50赫茲，並提供實際足夠備轉容量。
• 2022/3/1: 歐盟能源部長支持烏克蘭系統加快併入ENTSO-_E系統運轉
• 2022/3/2: ENTSO-E歐洲大陸的各輸電調度中心(TSO)完全致力於烏克蘭電力系統與歐洲大陸電網的同步。截至3月2日12時，烏克蘭電力系統以穩定的自主模式運轉。系統負載為1,390萬瓩(13.9GW)。系統頻率控制在50Hz。
• 2022/3/3:在戰爭的第8天，烏克蘭的電力系統以穩定的自主模式運轉。頻率控制在50Hz。所有類型的發電機組都在運轉。電力系統為所有用戶供應電力。
• 2022/3/4:烏克蘭TSO(Ukrenergo)執行長 Volodymyr Kudrytskyi在戰爭的第9天沉重宣布：俄羅斯入侵者開火併佔領了扎波羅熱核能發電廠(ZNPP)，該廠專家監測所有核設施的狀況……
• 2022/3/5: 戰爭的第十天，烏克蘭電力系統維持穩定。儘管敵人竭力摧毀烏克蘭的能源基礎設施，但電網中的頻率仍為 50 赫茲。
• 2022/3/6: 烏克蘭電力系統可靠運轉，為住宅、軍方及其他用戶提供電力。 系統頻率為50 Hz。烏克蘭電力TSO( Ukrenergo) Volodymyr Kudrytskyi CEO表示：烏克蘭已申請盡快加入歐洲ENTSO-E電力系統，因為我們的電力系統在高度技術上已經做好了邁出這一步的準備。
• 2022/3/8: 烏克蘭電力系統在存在以來最嚴峻的考驗下運轉的第13天即將結束。 儘管如此，我們的電力系統還是穩定可靠的。系統頻率為 50 Hz。
• 由於俄羅斯佔領者的軍事行動，車諾比(CHORNOBYL)核能發電廠與電網完全斷聯。核能發電廠沒有電源。軍事行動正在進行中，恢復線路的可能性不大。斯拉夫蒂奇(Slavutich)市也停電。

• 2022/3/10: 烏克蘭TSO(Ukrenergo)表示：不需要白俄羅斯方面的協助來修復被俄羅斯砲擊損壞的為車諾比核能發電廠供電的高壓鐵塔線路。
• 2022/3/11: 烏克蘭電力系統在敵人炮火下穩定運轉的第16天已經結束。系統頻率為 50 Hz。

• 2022/3/12: 烏克蘭電力系統在戰爭條件下與鄰近電網隔離運轉的第 3 週。 我們繼續以穩定的方式運作：頻率為 50 Hz。
• 2022/3/13: 烏克蘭電力系統在俄羅斯侵略者的砲火下運轉了18天。 頻率維持在 50 Hz。 所有類型的發電廠—核能(NPP)、火力(TPP)、水力(HPP)及再生能源( RES)—都發電輸送到電網。系統負載趨於穩定。
• 2022/3/14: 供電車諾比核能電廠及 Slavutych 鎮的輸電線，在烏克蘭TSO( Ukrenergo) 維修人員搶修線路後，又被佔領軍破壞。
• 022/3/15:俄羅斯侵略戰爭已經進行了兩週半，烏克蘭電力系統仍舊穩定。系統頻率–50 Hz。

3.2.4.3  烏克蘭TSO在系統正式併入ENTSO-E後的推特(或Linkedin)戰爭日記

• 2022/3/16: 烏克蘭及摩爾多瓦的電力系統與歐洲大陸電網完全同步運轉。 該決定係於3月11日獲得ENTSO-E 輸電調度中心協會的批准。互聯的實體操作於3月16日執行完竣。

圖5 2022/3/16烏克蘭整體電力系統併入ENTSO-E電力系統同步運轉(資料來源：NPC Ukrenergo推特)

• 2022/3/17:，烏克蘭電力系統與歐洲大陸 ENTSO-E 電網同步運轉第二天。 烏克蘭電力系統的韌度仍處於高水準。 系統頻率一如既往地為 50 Hz。
• 2022/3/18: 烏克蘭TSO(Ukrenergo)CEO Volodymyr Kudrytskyi在CNN 採訪直播中表示：「與ENTSO-E電力系統的整合，成為我們提供額外電力的來源，我們確實需要這些電力來贏得戰爭，為我們的公民及軍隊提供電力。 這對我們人民的安全至關重要」。
• 2022/3/19: 烏克蘭與歐洲電力系統同步運轉的第三天即將結束。 烏克蘭電力系統的穩定度維持在高水準。 系統頻率一如既往地為 50 Hz。

好消息！ 烏克蘭TSO(NPC Ukrenergo)的維護人員已經修復了被入侵者損壞的扎波羅熱核能電廠(Zaporzhia NPP) – 卡賀夫斯卡(Kakhovska) 750 kV 超高壓輸電線。 該線路已併入系統運轉中，確保扎波羅熱核能電廠的穩定運轉。 榮耀歸於烏克蘭！

烏克蘭電力系統在與俄羅斯侵略者進行全面戰爭的條件下運轉的第24天即將結束。敵人繼續摧毀能源基礎建設，但我們的電力人員將頻率維持在同一水準 – 50 Hz。

• 2022/3/20: 烏克蘭的電力系統已在戰爭條件下運轉了 25 天。 然而，儘管存在種種障礙，烏克蘭電力系統仍自信地與ENTSO-E 電力系統同步運轉中。. 我們電網中的頻率保持在 50 Hz。
• 2022/3/21: 烏克蘭電力系統耐力及平衡測試的第26天即將結束。我們目前正在以優異的成績通過這項考試 – 電網中的頻率始終控制在50Hz。所有類型的發電廠都按照自己的排程及調度命令運轉。烏克蘭發電公司機組出力完全滿足用戶的電力需求。維持正常的用電量有助於電力系統之平衡。因此，如果您是身處安全，目前沒有理由減少使用電力。每天在敵對行動持續的地區，烏克蘭輸電公司兼TSO(Ukrenergo)及配電公司兼DSO(配電調度中心) (oblenergos)維護人員都會去修復被敵軍摧毀的電力基礎設施。在蘇梅(Sumy)地區，Ukrenergo 維護人員修復了一條大型高壓輸電幹線，這使得在持續敵對行動的地區恢復供電並提高其可靠度。各oblenergo在基輔、尼古拉耶夫及哈爾科夫地區進行了積極搶修，一天內將11,000戶用戶復電完成。同心協力！，我們會贏！榮耀歸於烏克蘭！
• 2022/3/22: 與敵人作戰的有效方法之一是剝奪其資金的繼續收入。 因此，我們呼籲所有西方夥伴停止與俄羅斯燃料及能源領域的合作！ 不要購買俄羅斯的天然氣及石油，不要向其電力公司出售任何設備及相關的零件，不要做任何有利於俄羅斯侵略者獲得資金繼續戰爭的事情！

✒ 這封呼籲信係由烏克蘭國家電力公司TSO( NPC Ukrenergo)執行長Volodymyr Kudrytskyi 與烏克蘭最大的天然氣及電力公司(Naftogaz & DTEK) 的負責人聯合簽署的。 一個在歐洲發動了一場卑鄙無端與血腥戰爭的國家，無法享受文明世界的遺產！ 加入我們的呼籲！ 同心協力，我們會贏！ 榮耀歸於烏克蘭！

• 2022/3/23:烏克蘭電力系統在戰爭條件下的運轉滿月即將結束。三週以來，除了一星期獨立運轉外，其餘與歐洲大陸ENTSO-E的電力系統同步運轉。一直以來，我們的電網都同樣穩定 – 頻率維持在50Hz。跟往常一樣，所有類型的發電廠都在運轉，為所有用戶提供電力：住宅、軍方、關鍵基礎設施等。我們提醒您，當您安全時，您可以像往常一樣使用電器，而不用限制用電。在過去的 24 小時裡，頓涅茨克(Donetsk)、基輔(Kyiv)、扎波羅熱(Zaporizhia)、哈爾科夫(Kharkiv)、尼古拉耶夫(Mykolaiv)和蘇梅(Sumy)地區的 47,000 多戶用戶恢復了電力供應。此外，烏克蘭國家電力公司基輔地區服務中心及其他電力公司的維護人員，因辛勤工作英勇的行為，獲得了烏克蘭總理丹尼斯什米哈爾(Denys Shmyhal)的嘉獎。從戰爭的第一天開始，他們就一直在修復基輔地區在砲擊中受損的輸配電線路及變電所，這使得穩定用戶的可靠電力供應及發電的持續運轉成為可能。在國家電力公司TSO(NPC UKRENERGO) 獲獎員工名單維：Vitaliy Krasnosilskyi、Serhiy Reznichenko、Oleksandr Pryimak、Oleksandr Firov、Oleksandr Kelvych、Mykola Tkachenko、Viktor Trehub。同心協力！，我們會贏！榮耀歸於烏克蘭！
• 2022/3/24: 幾週前，烏克蘭電力系統與歐洲電力系統同步運轉，將在關鍵時刻確保烏克蘭電力供應。在戰爭期間，電力不僅對防止人道主義災難至關重要，而且對烏克蘭武裝部隊也至關重要。烏克蘭國家電力公司TSO(NPC UKRENERGO) CEO Volodymyr Kudrytskyi 在接受法廣(Radio de France-Info)採訪時表示了這一點。 這場戰爭實際上加速了烏克蘭能源網絡融入歐洲的進程，而這正是烏克蘭準備已久的。戰爭結束後，烏克蘭將與歐洲國家發展電力貿易，成為歐洲人在該能源領域可信賴的合作夥伴。
• 2022/3/25: 一個多月來，烏克蘭電力系統在戰爭期間一直穩定運轉。 電網頻率控制在50Hz。 烏克蘭國家電力公司TSO(NPC Ukrenergo)的維護人員對其中一條主要的超高壓輸電線進行搶修並併入系統運轉，確保了基輔地區供電的可靠性。 過去一天，基輔、哈爾科夫、頓涅茨克、扎波羅熱、尼古拉耶夫、日托米爾、赫爾松及蘇梅地區2萬4千多戶用戶配電調度中心(DSO)已經重新復電。 天氣逐漸回暖，取暖季節即將結束。因此，用電量開始出現季節性下降。各類電廠在烏克蘭綜合電力系統中穩定運轉。用電計劃在正常範圍內。 我們提醒您，在您安全的情況下，無需刻意減少用電。 像往常一樣使用電器。 同心協力！，我們會贏！ 榮耀歸於烏克蘭！
• 2022/3/26: 烏克蘭(Ukrenergo)TSO 修復主要架空輸電線中的一條加入系統運轉，確保了基輔地區電力供應的可靠。基輔、哈爾科夫、頓涅茨克、扎波羅熱、尼古拉耶夫、日托米爾、赫爾松、蘇梅地區的 24,000 多戶用戶， 配電公司(DSO)也已經重新恢復送電。
• 2022/3/27:上午電力系統運轉情況，烏克蘭電力系統運轉平衡與穩定。電網頻率控制在50Hz的標準水準。為確保電網的日常可靠運轉，Ukrenergo TSO維護人員試圖利用一切機會檢查及維修輸配電線路及變電所。昨天， Trykhaty-Mykolaivska 330 kV架空線完成搶修，輸電線路併入系統運轉。戰爭期間，恢復基礎設施比和平時期需要更多的時間與精力，因為砲擊造成的破壞比其他原因造成的破壞要大得多，而且這種破壞的性質更麻煩。例如，這一次，要修復五十多個損壞點，但只修復一條輸電線。與此同時，各類發電廠在電網中穩定運轉，為所有烏克蘭用戶提供電力。請注意，目前沒有理由減少用電。因此，在安全的情況下，請照常使用電器。同心協力！，我們會贏！榮耀歸於烏克蘭！
• 2022/3/28:烏克蘭Ukrenergo TSO恢復了對波蘭的跨境發電容量處置的每日競價拍賣。這是烏克蘭電力系統與歐洲大陸ENTSO-E電網同步運轉後的首次拍賣。目前，烏克蘭與歐洲同步電力系統之間沒有電力商業交易。烏克蘭Ukrenergo TSO 與 ENTSO-E 之間的同步運轉試用協議規定了這樣的條件。恢復電力輸入與輸出業務是烏克蘭國家電力公司TSO(NPC Ukrenergo)與ENTSO-E進一步整合的架構內的主要任務之一。

第一次拍賣將於2022年3月28日進行，交貨日期為3月30日（實際輸出開始日期）。拍賣的輪廓容量(profile volume)為 21萬瓩（每小時）。電力輸出的開始將使烏克蘭能夠獲得額外的資源，用於在戰爭期間恢復與發展烏克蘭的能源基礎設施。值得一提的是，2022年2月24日，烏克蘭國家電力公司TSO(UKRENERGO)停止處置跨境電力輸入與輸出發電容量，原因是電力系統開始了隔離獨立運轉模式的測試。隨著俄羅斯軍事入侵的開始，烏克蘭已決定不恢復與俄羅斯及白俄羅斯電力系統的同步運轉。隨後，2022年3月16日，烏克蘭電力系統與歐洲大陸 ENTSO-E電力系統緊急同步並聯運轉。

• 2022/3/31：過去一天，頓涅茨克(Donetsk)、扎波羅熱(Zaporizhia)、蘇梅(Sumy)、哈爾科夫(Kharkiv)、基輔(Kyiv)、尼古拉耶夫(Mykolaiv)及日托米爾(Zhytomyr)地區的 63,000 多戶用戶復電完竣。

烏克蘭DTEK能源集團(DTEK Group)、烏克蘭天然氣公司(Naftogaz) 及 烏克蘭國家電力公司TSO(NPC Ukrenergo) 發起了【停止血腥能源 (Stop Bloody Energy) 】計畫，他們呼籲西方公司停止與俄羅斯在燃料與能源領域的合作。宣傳海報(註明仍舊跟俄羅斯交易的公司)如下圖：

   圖6 烏克蘭能源相關的烏克蘭DTEK能源集團、烏克蘭天然氣公司及烏克蘭國家電力公司TSO 共同發起【停止血腥能源 (Stop Bloody Energy) 】計畫之海報(資料來源：Stop Bloody Energy · Stop financing terror and genocide網站，NPC Ukrenergo (@NPCUkrenergo) / Twitter)

• 2022/4/2:烏克蘭TSO( Ukrenergo)CEO 沃蘿迪米爾·卡德里斯基(Volodymyr Kudrytskyi) 接受美國ICIS 市場專家 Aura Sabadus的獨家採訪時表示：「投資於發電及電網的復原與發展的唯一途徑 – 保持競爭的電力市場。 這必須像我們將烏克蘭 IPS 整合到 ENTSO-E電力系統一樣堅持不懈地完成 …」。
• 2022/4/3:烏克蘭TSO(Ukrenergo)修復了架空輸電線，使配電公司兼DSO (oblenergos)能夠為哈爾科夫地區的用戶復電。 oblenergos 還為哈爾科夫、基輔及頓涅茨克地區的 72,500 多戶用戶恢復了電力供應。

德國安普林(Amprion)TSO邀請合作夥伴思考「最終的能源轉型」以及未來的電力系統模式將如何。我們希望在未來，由於與歐盟電力貿易的擴大，烏克蘭將在這一轉型中發揮突出作用。

烏克蘭戰爭迫使德國意識到它對進口能源資源的依賴程度以及在這方面需要如何調整。 這些事件…

• 2022/4/5: 烏克蘭(Ukrenergo )TSO及DSO(oblenergos )正試圖盡快派員調查位於基輔、蘇梅及哈爾科夫地區烏克蘭收復地區的受損輸配電線及變電所。 隨著軍隊完成排雷，這些地區將恢復供電。
• 2022/4/7: 烏克蘭TSO(Ukrenergo) 已完成對蘇梅地區一處 架空輸電線的搶修。據能源部稱，在過去 24 小時內，配電公司在基輔、哈爾科夫、扎波羅熱、尼古拉耶夫、切爾尼戈夫地區，有超過 13,500 戶完成復電。

3.3烏克蘭電力之電源及負載簡介

3.3.1 2010-2020烏克蘭電力系統之各類發電裝置容量

在過去2010-2020年十年中，烏克蘭綜合電力系統(IPS: Integrated Power System)發電裝置容量的主要變化，係跟排除位於頓涅茨克(Donetsk)與盧甘斯克(Luhansk)地區以及克里米亞自治共和國暫時不受控制的領土上的發電廠機組容量有關。特別是，烏克蘭國家電力公司TSO(NPC Ukrenergo) 排除了總容量超過 300萬瓩(3 GW)的 祖伊夫(Zuyiv)及斯塔羅貝希夫(Starobeshiv)火力電廠，以及克里米亞火力電廠與再生能源。2018年也開始分階段關閉多餘的火力發電廠(TPP)發電機組，這些發電機組都設計使用A級煤。

德涅斯特(Dniester)抽蓄電廠(PSP) 第一階段的繼續興建彌補了容量的減少：在2014年及2016 年，第二及第三號機商轉，裝置容量為70萬瓩(700MW)。第四號機容量為30萬瓩的機組於2021年商轉。此外，2019-2020 年間商轉的再生能源裝置數量創歷史新高。

烏克蘭電力2010-2020年各類電廠裝置容量統計如下表：

表1 烏克蘭2010-2020年各類電廠裝置容量統計表(資料來源：烏克蘭DTEK能源集團2020年年報)

3.3.2 2021年底烏克蘭電力系統之各類發電廠裝置容量明細表

根據歐洲輸電電力調度中心協會(ENTSO-E)透明平台(Transparency Platform)，烏克蘭國家電力公司輸電調度中心(NPC Ukrenergo TSO)所通報2021年底的烏克蘭系統各類發電廠的裝置容量統計明細表如下：

表2 2021年底烏克蘭輸電調度中心(NPC Ukrenergo TSO)轄區系統各類發電機組明細表[資料來源：歐洲輸電電力調度中心協會(ENTSO-E)透明平台(Transparency Platform) Installed generation capacity per unit [14.1.B]]

3.3.3烏克蘭電力系統2020~2021年各類發電占比之比較

2020年，烏克蘭沒有碳排放(CO2)的發電廠，如核能電廠(NPP)、水力電廠(HPP)、抽蓄水力發電廠及再生能源(RES)的發電量在烏克蘭能源佔比(energy mix)中，將近佔64%，2021年度更增加到70%左右的電力。詳細比較如下圖：

圖7 烏克蘭電力系統2021-2020年各類發電量佔比(%)統計圖[資料來源：烏克蘭國家電力公司TSO(NPC Ukrenergo)2022/2/16 Twitter]

圖8 烏克蘭電力系統2021-2020年各類發電量佔比(%)比較圖[資料來源：烏克蘭國家電力公司TSO(NPC Ukrenergo)2022/2/16 Twitter]

上圖顯示烏克蘭電力系統2021年再生能源、水力、抽蓄水力及核能的發電量都較前一年2020年為高，而火力、汽電共生等有碳排發電都較2020年為低，表示該公司對減少二氧化碳排放的努力。

3.3.4烏克蘭電力系統2021年度發電-負載平衡圖

2021年烏克蘭電力系統發電與用電負載的平衡圖，詳如下圖：

圖9 烏克蘭電力系統2021年各類發電量-用電量(負載)平衡圖[資料來源：烏克蘭國家電力公司TSO(NPC Ukrenergo)2022/2/16 Twitter]

這張平衡圖一目瞭然地顯示出烏克蘭電力系統的發電組成，以及各行業用電負載的多寡(億度)。烏克蘭的核能發電量862億度佔總發電量的一半以上，火力發電(大部分燃煤)372億度居次，而再生能源125億度

排名第三。用電方面，工業及冶金共計523億度的工業用電高於387度的住宅用電，另外還有輸出電力35億度。

3.3.5烏克蘭輸電調度中心(Ukrenergo)轄區的日發電曲線

2022/2/24俄羅斯入侵烏克蘭，茲根據 (ENTSO-E透明平台(Transparency Platform)，烏克蘭Ukrenergo TSO所通報在入侵日(2/24)前後一天，連續三天的每天24小各類發電曲線如下三圖：

圖10 俄羅斯入侵烏克蘭前一日(2022/2/23)烏克蘭輸電調度中心(NPC Ukrenergo TSO)轄區系統各類日發電曲線[資料來源：歐洲輸電電力調度中心協會(ENTSO-E)透明平台(Transparency Platform) Aggregated Generation per Type (16.1.B&C)]

圖11 俄羅斯入侵烏克蘭日(2022/2/24)烏克蘭輸電調度中心(NPC Ukrenergo TSO)轄區系統各類日發電曲線[資料來源：歐洲輸電電力調度中心協會(ENTSO-E)透明平台(Transparency Platform) Aggregated Generation per Type (16.1.B&C)]

圖12 俄羅斯入侵烏克蘭次日(2022/2/25)烏克蘭輸電調度中心(NPC Ukrenergo TSO)轄區系統各類日發電曲線[資料來源：歐洲輸電電力調度中心協會(ENTSO-E)透明平台(Transparency Platform) Aggregated Generation per Type (16.1.B&C)]

從上述三張日發電曲線顯示，2月24日開戰後，系統負載逐漸減少，入侵後次日(2/25)14:00以後烏克蘭Ukrenergo TSO就中斷上傳給ENTSO-E透明平台資料至今。圖中可見核能發電為大宗，佔比大都在60~70%左右。2月24日及25日烏克蘭電力系統在進行三天的獨立運轉試驗，並未因戰爭中止，核能佔比這麼高，仍舊可穩定運轉通過單獨運轉考驗，的確讓人欽佩！

3.3.6烏克蘭電業改革之電力市場簡介

2019年7月1日，烏克蘭轉向新的躉售電力市場的模式：從效法英國1990年的電力池(electricity pool)模式(獨家買方-SE「Energorynok」公司）轉向競爭市場。也就是烏克蘭電力躉售市場比照歐盟第三能源包裹法案原則開放競爭與運作，滿足ENTSO-E的要求，期望能將烏克蘭電力系統同步並入歐盟歐洲大陸系統。烏克蘭新電力市場的架構，詳如下圖：

圖13 烏克蘭電力市場及管制機構之關係圖[資料來源：Snapshot of Ukraine’s Energy Sector OECD網站]

這次電業改革帶來的電力市場架構組成：(與圖14對照說明)

A.  隨著新市場的推出，新市場的推出，除了再生能源發電外，所有發電商(公司)都能夠在特定條件下，在所有躉售市場領域從事電力交易工作。

B. 自由價格是新發電商的出現及在市場競爭之發展激勵來源。

C. 區域配電公司將其競爭活動分開，分成配電系統調度中心(DSO: Distribution System Operators/兼配電電網公司)及電力供應商(Electricity suppliers:售電商 或售電公司)。DSO為所有電力供應商(售電商)提供公平自由的使用電網，這刺 激了新售電參與者的出現。

D. 有三種類型的電力供應商(Suppliers:售電商)在電力零售市場上運作：(a) 通用服務供應商(Universal service suppliers)：從原來配電公司(oblenergos) 分離出來的，只能在 2022 年之前在指定的地區營運。(b) 「保證(義務)售電商 (Supplier of 「last resort」)：為法定供應商不能拒絕用戶購電(有義務售電)。(c)電 力供應商(Power providers)可以在任何地區以自由價格向非住宅用戶出售電力。

E.所有非住宅用戶(工業用戶等)均可自由選擇電力供應商。大型用電戶可以直接從發電商(公司)直接購買電力。

圖14 烏克蘭電力市場交易架構圖[資料來源：烏克蘭DTEK能源公司年報-INTEGRATED REPORT 2020]

從 2019 年開始，任何個體都可以成為烏克蘭電力市場的參與者，參與購買/或出售電力。參考下圖15之參與者圓框顏色代表可以參與的市場：參與日前市場(灰色)、參與額外服務市場(綠色)、參與日內市場(暗粉紅色)、參與平衡市場(淺咖啡色)。

圖15 烏克蘭電力市場各部門及細分市場參與者可以參與之市場示意圖[資料來源：烏克蘭IKNET 網站]

四. 後語

俄羅斯入侵烏克蘭已經超過一個多月了！全球都注目著戰事的慘狀與民眾逃難悲劇，尤其最近的布查虐殺慘案更是引人同情與憤怒，很少注意到在戰爭下的烏克蘭電力運作情形。我在台灣發生大停電那天無意中看到烏克蘭最大的民營能源(電力)集團電力工程師給俄羅斯同行之呼籲信，看過之後，難免心有戚戚焉！戰爭是無情的，好友變敵人，人民生活從天堂掉到地獄！

接著追蹤烏克蘭輸電調度中心(NPC Ukrenergo)的推特(Twitter)及Linked日記，烏克蘭電力調度中心的值班人員在俄羅斯入侵戰事下，仍完成烏克蘭電力系統三天單獨運轉試驗，以及接著18天戰火下的獨立運轉，系統也平安運轉度過。另外，也看到車諾比核能電廠被俄軍佔領，電廠運轉人員仍冷靜以對繼續運轉。後期輸配電員工冒著戰火危險搶修輸電鐵塔與配電線路，讓民眾恢復供電。此外，發現烏克蘭電力日發電曲線，核能占比高達50%以上，系統單獨運轉或在戰火下運轉，都能穩定50Hz運轉。烏克蘭電力同業值得我們台灣同行敬佩與學習！祈禱烏克蘭戰事早日結束，讓烏克蘭人民恢復正常生活！

參考資料：

Appeal to Russia’s Power Engineers — DTEK

Ukraine Power Engineers Make Appeal for Peace to Russian Power Engineers | T&D World (tdworld.com)

Ukrenergo – Wikipedia

INTEGRATED REPORT 2020 dtek_ar_2020_en_web_plus1_s1182_t4739_i7109.pdf

按一下以存取 IPSUPS_Overview_Lebed.pdf

https://web.archive.org/web/20100914133528/http://burshtyn.br.if.ua/Organization/index.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/IPS/UPS

Synchronous interconnection IPS/UPS with UCTE

Annual Report 2004   UCTE

Feasibility Study: Synchronous Interconnection of the IPS/UPS …

https://silo.tips/queue/machbarkeitsstudie-zum-synchronverbund-von-ips-ups-mit-ucte?&queue_id=-1&v=1648937258&u=MjAzLjY3LjEwNy4zMQ==

Snapshot of Ukraine’s Energy Sector – OECD

https://web.archive.org/web/20220119225137/https://eepublicdownloads.entsoe.eu/clean-documents/pre2015/publications/ce/110422_UCPTE-UCTE_The50yearSuccessStory.pdf

https://ua-energy.org/en/posts/electricity-market-opening-in-ukraine-is-the-d-day-coming

Data View (entsoe.eu)

Ukraine’s Grid Shows How Hard It Is to Escape Russia’s Grasp | Time

Electricity market structure and participants (iknet.com.ua)

Regional Investment Plan 2017 Regional Group Continental Central East (CCE) (entsoe.eu)

https://moldelectrica.md/ro/activity/operative_info

https://ua.linkedin.com/company/dtek?trk=similar-pages

#ukrenergo – Twitter 搜尋 / Twitter

Ukraine Demands Cease-Fire At Chernobyl Nuclear Plant Amid Power Outage After Russian Takeover (rferl.org)

Twitter 上的 NPC Ukrenergo："🇺🇦🇪🇺 Transmission system operators of @ENTSO_E Continental Europe are fully committed to the synchronisation of Ukraine’s power system with the Continental European grid. https://t.co/GMrIKgNfvC https://t.co/6ajYhv8IJq" / Twitter

EU ministers consider speeding up connection of Ukraine electricity grid to EU’s – EURACTIV.com

目錄：

一.前言

二.執行摘要-系統穩定度部分

2.1執行摘要(Executive summary– System Stability)

2.2電網選項評估(NOA: Network Option Assessment)探路者採購計畫說

明

2.2.1什麼是探路者(Pathfinders)？

2.2.2 NGESO的NOA探路者計畫

2.2.3探路者試圖達成什麼？

2.2.4 NGESO的方法

三.系統穩定度(Stability)領域本文

3.1概要

3.2  NGESO所說的穩定度是什麼意思？

3.3  NGESO的義務是什麼、未來運轉挑戰是什麼？

3.4  NGESO需要什麼能力來達成未來運轉挑戰？

3.5  2025年（零碳目標）及2030年以後的要求是什麼？

3.5.1 主饋線喪失保護(loss of mains)

3.5.2 慣性(Inertia)

3.5.3 短路故障電流水準(Short Circuit Level)及動態電壓

3.5.4 故障穿越(Fault ride through)

3.5.5 預測能力(Forecasting capability)

3.6  在不同的未來能源情景下，需求如何變化？

3.7  下一個巨大運轉的挑戰是什麼？

四.後語

參考資料：

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一.前言

本文為2022年1月28日本部落格「簡介英國國家電網電力調度中心2022年運轉策略報告之頻率領域運轉挑戰」PO文之接續第二部分，繼續介紹英國國家電網電力調度中心(NGESO)負責運轉英國大不列顛島的電力系統，預計到2030年4,000萬瓩(40GW)離岸風力及1,700萬瓩(17GW)的跨國海底電纜高壓直流(HVDC)互聯線容量所帶來系統運轉之挑戰，因而提出包括系統頻率、穩定度、電壓、輸電線熱容量、及復電等五個關鍵領域的年度運轉策略報告(OSR: Operability Strategy Report)中之「穩定度(Stability)」關鍵領域部分。

本文跟前篇一樣方式，摘要該報告第二章有關穩定度(Stability)關鍵領域部分，先簡短摘要「執行摘要」中提供頻率領域主要訊息，然後在「穩定度」章節提供鏈接(Link)以便獲得更多詳細訊息，來闡明系統運轉的挑戰，說明達成NGESO要求所需的能力，並預測下一個挑戰。

二.執行摘要-系統穩定度部分

2.1執行摘要(Executive summary– System Stability)

「系統穩定度(System Stability)」為同步發電(Synchronous Generation)系統的天生固有(inherent)副產品。然而，諸如以變流器為基礎(inverter-based)的風力及太陽能等發電技術大量增加，將繼續驅動系統固有穩定度的下降。NGESO利用同步發電的複循環 (CCGT)及生質(biomass)發電機組來填補這一空隙，但有經濟及碳排上的影響，因此NGESO需要找尋並採購穩定度的替代資源，以支持NGESO的淨零雄心目標(net zero ambition)。

系統慣性(System inertia)係系統穩定度的主要成分之一，而系統慣性的需求，受到非同步發電取代那些從前提供慣性同步發電之增長，相關的系統情況變化顯著影響。此外，高達180萬瓩(1.8GW) 新發電設備連接到系統，增大了NGESO轄區系統最大單機跳機量。為維持如此巨大單機容量跳脫系統安全並確保系統頻率下降率(RoCoF: Rate of Change of Frequency)保持小於0.5Hz，NGESO需要有足夠的可用慣性水準，以便系統發生故障時維持穩定。這些趨勢的結合，增加了NGESO的需求，而整個系統這些的變化將繼續惡化下去。

為了管理零碳排運轉，NGESO知道將需要至少96GVA.s的慣性，來確保在發生最大跳機量故障時系統頻率不會降到太低，可以維持系統穩定度。NGESO的動態遏制(DC: Dynamic Containment)服務(輔助服務)產品目前有助於穩定頻率變化，未來更快速頻率輔助服務的實施可以進一步減少慣性的需求。

在未來能源情境報告(FES)之所有情景中，提供給市場的慣性，有顯著且繼續下降的情勢。NGESO目前正在採購慣性來滿足透過NGESO系統穩定度探路者(Stability Pathfinders)採購計畫中第一、二、三階段所預測之短缺。透過這些探路者計畫預測所採購之容量，意指NGESO能夠滿足96GVA.s的慣性需求，直到2027年。

NGESO將繼續預測2027年以後的未來需求，以確保NGESO在系統上有足夠的能力來滿足NGESO的需求。NGESO知道從2027年起需求將會增加，而NGESO將繼續探索滿足在2027年後這些需求的選項。

低慣性系統運轉將繼續代表未來系統之關鍵運轉挑戰，NGESO將須確保NGESO提高對這將帶來的挑戰之理解。在2021年，NGESO推出了首個慣性監視系統(first-of-its-kind inertia monitoring system)，提供控制室調度員未來24小時的即時慣性(real time inertia)量。有瞬間資料的使用而不是運轉預測，意指NGESO在未來可繼續最佳化管理慣性及系統穩定度。

為了充分了解越來越多以換流器(converter-based)為基礎的發電技術對系統的影響，NGESO將需要對電網及其用戶兩者有精確的模型(擬)能力。目前正在進行的幾個專注於詳細電磁暫態(EMT: electro-magnetic transient)研究之創新計劃，來協助NGESO進一步瞭解透過電力電子設備(power electronics)連接發電到系統的日益集中區域之影響。

此外，NGESO還有一項正在進行的穩定度市場設計(Stability Market Design)創新計劃，該計畫正在考慮當前大不列顛系統穩定度的安排，並調查未來端對端(end-to end)穩定度市場設計的最佳選擇。

2.2電網選項評估(NOA: Network Option Assessment)探路者採購計畫說明

2.2.1什麼是探路者(Pathfinders)？

NGESO作為英國大部列顛電力系統的電力調度中心，它的工作是保持電網始終穩定，以便能夠提供安全可靠的電力。 作為英國2050年淨零目標的一部分，NGESO還正在準備到2025年實現零碳運轉。

因此，NGESO正在尋找因應承載越來越多來自再生及低碳能源發電的電力系統挑戰之解決方案。尋找這些解決方案的計畫就是探路者(Pathfinders)。

2.2.2 NGESO的NOA探路者計畫

共有三項探路者(Pathfinders)計畫，每個計畫都旨在解決系統中的特定問題：

2.2.2.1 NOA 高電壓探路者(NOA High Voltage Pathfinder)：尋求區域高電壓問題解決方案。

2.2.2.2 NOA 穩定度探路者(NOA Stability Pathfinder)：解決NGESO對國家電網慣性的迫切需求，以及區域當地的短路故障電流水準(SCL: short circuit level)需求。其中又分成三階段：

第一階段：支持NGESO在短期內的國家電網穩定度需求。

第二階段：專注於提高蘇格蘭區域的故障電流水準。

第三階段：專注於提高英格蘭及威爾斯區域的故障電流水準。

2.2.2.3 NOA 限制管理探路者(NOA Constraint Management Pathfinder)：解決電網限制問題及降低平衡成本。

圖1 電網選項評估(NOA)探路者(Pathfinders)採購計畫應用區域位置圖(資料來源：Network Option Assessment (NOA) Pathfinders NGESO網站)

2.2.3探路者試圖達成什麼？

最終，NGESO希望找到創新的新方法來運轉目前及未來的電力系統，並為用戶降低成本。

NGESO的目標設定在「電力十年報告(ETYS: the Electricity Ten Year Statement )」中。

Pathfinder 方法意指NGESO正在擴大對「電網選項評估流程(Network Options Assessment (NOA) process)」的參與，開啟業界幫助NGESO達成系統需求之新途徑。

2.2.4 NGESO的方法

NGESO正在「邊做邊學」，並跟參與解決方案供應商進行持續對話，討論NGESO如何改進招標流程，以獲得長程合約機會。這將有助於吸引有競爭力及創新服務的提案投標，從而為NGESO需要的服務簽下合約。

三.系統穩定度(Stability)領域本文

3.1概要

同步發電機之運轉減少及傳統以變流器為基礎的發電技術之繼續增加，驅動降低電力系統之固有穩定度。

NGESO需要引入替代穩定度能力，可透過諸如同步機組，它可提供與電力或非同步機組分離的穩定度，且可適應為系統提供更穩定的效果。隨著系統變化之故，NGESO還需要繼續確保像主饋線喪失保護(loss of mains protection)及故障穿越(fault ride through)等功能的標準仍然適用。

3.2  NGESO所說的穩定度是什麼意思？

穩定度係電力系統在受到擾動(事故)後，快速恢復到可接受運轉之固有能力。

3.3  NGESO的義務是什麼、未來運轉挑戰是什麼？

旋轉發電機(Rotating generators)以與系統頻率相同的頻率發電，被稱為「同步發電機(Synchronous generators)」。燃煤、燃氣、生質能及核能發電機組是同步發電機為典型的例子。風力及太陽能發電係非同步發電(non-synchronous generation)的樣例，因為它們透過電力電子設備(Power electronics)連接到電力系統。當同步發電運轉時，它在大多數情況下，對系統具有天生固有穩定作用。非同步發電機組不具有相同的固有穩定作用。

隨著NGESO系統轉向低碳電力系統，NGESO系統更多的電力來自通常是非同步之再生能源。這導致系統固有穩定度的降低。為了支持向低碳電力系統之轉型，NGESO既需要減少對化石燃料發電的依賴來穩定系統，又需要學習運轉更動態的電力系統。

供電安全與品質標準(SQSS: Security and Quality of Supply Standard)要求NGESO運轉電力系統，在特定安全事故發生後保持穩定。這些義務是持久的，即使當系統情況發生變化，NGESO也必須確保履行這些義務。「穩定度」一詞用來說明廣泛的運轉上及技術上的挑戰，最重要的如下所列：

• 慣性(Inertia)：係系統的一項特性，它定義了直接連接到電力系統所有機器的旋轉質量中有多少可用能量。慣性能讓系統上任何電力過剩或不足瞬時平衡。在系統發生機組或負載跳脫後之頻率變化率，取決於系統總慣性量。
• 短路水準(SCL: Short Circuit Level)：係與系統發生故障期間，將在系統流動的電流數量有關。在故障期間，系統會看到一條到故障點的低阻抗路徑，且所有電源的電流流入故障點。當SCL高時，電力系統強；而當SCL低時，一般說系統為弱電力系統。
• 動態電壓(Dynamic voltage)：系統故障清除後，在系統電壓如何變化及恢復的衡量。
• 主饋線喪失(LoM: Loss of Mains)保護：電力系統上的一項主要運轉性風險，係由於過於敏感的LoM保護動作跳脫崁入式發電 (Embedded generation)電源。主饋線喪失保護檢查系統發生故障時發電機是否仍連接在主配電電網上，及出於安全考量將跳脫此發電機以防止損壞設備。此類保護的過去歷史標準，已經不再適用於非同步發電水準不斷提高的電力系統。加速主饋線喪失更換計畫(ALoMCP: Accelerated Loss of Mains Change Programme)，提供基金給配電發電機來升級其硬體，增進電網韌度(Network resilience)，以實現NGESO淨零目標。
• 故障穿越(Fault Ride Through)：連接到電力系統的設備必須在系統發生故障後，能夠保持並聯系統，否則小故障可能會演變成重大事故。透過電網法規(Grid Code)對連接設備的規定，隨著系統的變化，這些設備需要確保它們可以在更廣泛的情境下，維持並聯系統狀態。

3.4  NGESO需要什麼能力來達成未來運轉挑戰？

為了達成穩定度挑戰，NGESO需要尋找新的穩定能力之資源，而不是依賴化石燃料發電。在電力市場上可用的同步電廠將繼續提供一些穩定度需求，具體取決於核能、生質能、水力及燃氣發電運轉量的多少。

穩定度的新資源可能來自新的同步設備，諸如同步補償器(synchronous compensators)(調相機-Rotary Condenser)，它將提供對電力市場影響最小的穩定度能力。

在提供穩定度能力時，同步補償器只需要相對少的用電負載，而不需要輸出大量的電力。

另一個提供穩定度能力的新資源預計將來自非同步發電場，這些電廠被設計成或適應於提供電網組成能力。NGESO曾與業界合作，來確保在電網法規修訂(GC0137)中，規定了電網形成能力之最低要求，雖然此能力不是強制性要求。

NGESO還需要確保NGESO應用連接到系統那些資源之標準仍舊適用。更新主饋線喪失標準(loss of mains standards)及加強故障穿越規定，就是這種方式必須的例子。改善提供業界有關最低短路水準(SCL)之資訊，讓業界能夠履行義務，是目前正在調查的另一領域。

3.5  2025年（零碳目標）及2030年以後的要求是什麼？

3.5.1 主饋線喪失保護(loss of mains)

新主饋線喪失(loss of mains)保護標準，將於2022年9月生效。這將減少不適當主饋線喪失保護設定的發電機數量，且將減少因應大跳脫量(及隨後的高頻率變化率)，或系統上的電氣故障(及隨後的向量偏移) 而切斷發電數量之風險。

這種變化將緩解頻率變化率(RoCoF: Rate of Change of Frequency)及向量偏移保護電驛的限制，此限制在管理系統慣性時一直是主要因素。反過來，這將降低平衡系統的成本，並讓NGESO能夠以較低的慣性運轉系統，這是在2025年實現零碳運轉的關鍵步驟。

更換此類再生能源孤島運轉保護電驛的過程，目前正透過加速主饋線喪失更換計畫(ALoMCP)進行管理。該計畫提供發電商費用進行它們的保護設備相關更換。至今為止，透過該計畫批准的申請累積總數達6,856個站場，發電容量高達12,423MW，支付給分散型發電商的費用為2,333萬英鎊。這些數字在每個申請窗口申請之後，每季更新一次，同時可以在ALoMCP窗口報告中找到。

2021年4月，NGESO提交了第一版頻率風險及控制報告(FRCR: Frequency Risk and Control Report)，該報告建議當NGESO有足夠能力透過頻率反應(frequency response)保護RoCoF動作跳脫時，允許系統發生RoCoF電驛動作跳脫。在2021年10月實施FRCR第2階段之前，NGESO正在採取措施維持系統頻率變化率(RoCoF)在0.125Hz/秒以下，以防止激發RoCoF LoM 保護電驛動作。從2021年10月起，由於動態遏制(DC)服務提供的快速反應量增加，這一限制被取消。預計不符合2022年9月版配電法規標準(Distribution Code standards)的分散型能源將直接受到輸電系統事故的影響。ALoMCP 計畫將繼續保留，以確保這些機組在2022年9月的最後期限之前，有一條達成符合規定的路徑。

3.5.2 慣性(Inertia)

今天，NGESO確保系統慣性始終高於140GVA.s。展望未來，到2025年零碳運轉的最小系統慣性可能低至96GVA.s。NGESO的研究指出，如果系統的最大跳脫量為180萬瓩(1.8GW)，並且NGESO需要將RoCoF限制在0.5Hz以下，這意味著NGESO需要維持慣性在90GVA.s以上。如果NGESO假設系統的最大跳脫(機)量約為6GVA.s（對應於1800MW的最大跳脫量），這意指NGESO系統的故障前慣性需要維持在96GVA.s 以上。

NGESO的未來預測指出，在未來幾年系統慣性可能會降至此一要求以下。這是正在購買滿足NGESO所需系統慣量的穩定度探路者(stability pathfinders)採購計畫之一部份推動力。在2026年3月31日之前，穩定度探路者第一階段購買了12.5GVA.s的慣性服務。第二階段將採購至少6GVA.s，第三階段將至少購買15GVA.s。此意指根據NGESO對能源市場及探路者將提供服務量的預測，NGESO的需要至少要到202年才能達成。從2027年開始的分析指出，NGESO的穩定度需求差距可能會增加高達30GVA.s，儘管在不同的未來能源情景中會有所不同。

NGESO目前正在調查是否最好透過另一探路者或透過穩定度市場來解決未來的慣性服務需求。穩定度市場一項創新計劃「穩定度市場設計(Stability Market Design)」將考慮目前大不列顛系統穩定度安排並調查端到端(end-to-end)穩定度設計的最佳選擇。

3.5.3 短路故障電流水準(Short Circuit Level)及動態電壓

NGESO對系統短路水準(SCL: Short Circuit Level)及動態電壓(dynamic voltage)的需求規定設定在穩定度探路者採購計畫的第二階段及第三階段中。此需求本質上係區域性的。在系統短路故障水準(SCL)較低之處，主要係由於大量電力電子設備連接到電網上，例如高壓直流(HVDC)海底電纜互聯線或離岸風力風場。這推動了提高這些區域短路故障電流水準之需要。

在大多數區域中，NGESO為SCL採購的解決方案也將滿足動態電壓需求。在南威爾斯，NGESO已經確認NGESO的需求，以確保發生故障期間維持電壓保留在可接受的水準，讓發電機組可以穿越故障。連同穩定度探路者第二及第三階段之採購量，NGESO對SCL及動態電壓的運轉需求，將在2027年底前達成。

為了促進那些連接到電網的業者履行它們自己的義務，NGESO還須檢討NGESO公布的有關SCL資訊，以便讓系統用戶更清楚瞭解電網上最低的SCL以及隨著時間推移預計會如何變化。

3.5.4 故障穿越(Fault ride through)

跟NGESO對加速主饋線喪失的需求類似，NGESO對故障穿越(fault ride through)的需求係以符合規定所推動的。違規將會給需要緩解的系統帶來潛在風險，這將導致運轉成本的增加[可能透過增加平衡機制(BM)成本]。

3.5.5 預測能力(Forecasting capability)

NGESO還需要發展評估NGESO的穩定度更接近即時需求。

NGESO正在安裝兩個首創(first-of-their-kind)的慣性監視系統(inertia monitoring systems)，提供控制室調度員即時系統慣性。此外，這些新工具之一，包括根據其他運轉預測，展望未來預測將來24小時慣性的能力。如此將讓NGESO能夠繼續最佳化NGESO在未來管理慣性及穩定度需求的方法。

3.6  在不同的未來能源情景下，需求如何變化？

同步發電量、及在系統相對應的位置與以變流器為基礎的機組連接速度，推動了系統穩定度能力的需求。NGESO的穩定度探路者之需求，係根據2019年所有未來能源情境(FES)的四種情境分析結果。用戶的演進(CE)及用戶再生能源(CR)兩者都有慣性的需求，大於定態進展及兩度(TD)。展望未來，NGESO在用戶進展及用戶再生能源情境(最高可達30GVA.s)，而在定態進展或兩度方面沒有慣性需求差距預測。下圖的兩個圖表顯示了非同步發電在不同情景中的日益普及與慣性供應的預測不足。

圖2 2030年NGESO轄區系統各種情境預計非同步發電穿透量成長圖(資料來源：Operability Strategy Report 2022 NGESO網站)

圖3 2030年NGESO轄區系統各種情境預計慣性短缺量(30GVA.s)與時數(%)(資料來源：Operability Strategy Report 2022 NGESO網站)

3.7  下一個巨大運轉的挑戰是什麼？

隨著系統變成更進一步由以換流器為基礎的連接主導，NGESO對穩定度的需求將繼續發生變化。為了充分了解這對系統運轉的影響，NGESO需要確保其擁有精確的電網與用戶動態模型。

電力品質對聯接到電網的設備之性能至關重要。電力品質與系統強度兩者之間存在著直接關聯。系統強度越強，越容易將電力品質管理到相關標準。隨著再生能源發電占比(穿透率)的增大，系統強度繼續下降，電力品質變成更容易惡化。NGESO需要更清楚瞭解電力品質未來的趨勢，來管理低碳系統。

雖然NGESO已經確認了SCL與動態電壓的區域性需求，但NGESO通常認為慣性是全系統範圍的需求。當NGESO在較低慣性水準下運轉，NGESO可能需要更好好了解NGESO的慣性需求是否存在著區域差異。

目前電網創新補助(NIA: Network Innovation Allowance)計畫正在進行中，探索與測試用在角度穩定度(angular stability)模擬模型的自動化及或然率方法。這將使穩定度全年邊界能力計算能夠考慮到許多變動性與不可確定性的資源，讓NGESO能夠考慮整個系統的可能問題。

至今為止，NGESO的穩定度需求重點，一直是專注研究輸電電網運轉的影響。在未來，配電調度中心(DSO: Distribution System Operators)可能也會楬櫫配電電網上的問題。隨著配電電網上的挑戰被指認，NGESO需要更好好的了解規劃、技術性評估及服務互動之協調。

隨著透過以電力電子為基礎的變流器連接到系統的發電集中度增加，控制系統相互作用的風險可能變得更加普遍。要更好好地了解這種風險，需要進行詳細的電磁暫態(EMT: electro-magnetic transient)研究，這反過來又需要對電網及換流器進行更詳細的建立模擬模型。有幾項創新計畫正在進行中，諸如輸電公司電磁暫態模型工具[TOTEM(Transmission Owner Tools for EMT Modelling)]正在開發EMT環境中的完整大不列顛系統模型，以及「發展評估換流器主導的輸電系統運轉度增強技術[DETECTs(Developing Enhanced Techniques to Evaluate Converter-dominated Transmission System Operability)]」正在探索在以換流器為基礎的發電已經很突出的區域，使用特定研究案例進行此中EMT的最佳實務。

四.後語

自2022/1/28PO出「簡介英國國家電網電力調度中心2022年運轉策略報告之頻率領域運轉挑戰」一文後，繼續研讀NGESO的2022年運轉策略報告之「穩定度領域運轉挑戰」部分，發現2019/4/1成立的最年輕的電力調度中心-NGESO，在再生能源高佔比(穿透率)孤島大型電力系統運轉及規劃方面，跟孤島小型系統的愛爾蘭媲美，後來居上領先群雄？ 2022/2/14更宣布「對再生能源發電公司開綠燈提供NGESO穩定度服務(輔助服務)」、「修改電網法規(grid code)成立穩定度服務新電力市場」、「推動全球首個【電網組成改革(‘grid forming’ reform)】朝向2035年運轉脫碳電力系統並實現淨零排放的關鍵一部」。

過去本人對愛爾蘭輸電電力調度中心比較有研究，發現有比較突出的「同步慣量反應(Synchronous Inertia Response)」(輔助)服務，以為除了美國德州ERCOT也有在研究外，沒有發現其他調度中心有此服務。這次英國NGESO的運轉策略報告吸引本人閱讀後，發現它們也有購買慣量(Inertia)服務，係隱藏在穩定度服務中，採購案的名稱也很特別叫「穩定度探路者(Stability Pathfinder)」。第一階段採購已於2019年7月公布「 RFI for stability」招標資訊。2020年4月決標(表1)，目前已經在使用中。

表1  NGESO「穩定度探路者(Stability Pathfinder)」。第一階段採購案決標結果明細表(資料來源： tender results NGESO網站)

此外，本人也發現NGESO有關其他輔助服務採購之過程，包括從起始的電源情境預測、系統檢討、所需數量、招標程序、招標結果等，都透明公布，不像美國ERCOT網站鎖國不給台灣瀏覽。值得大家向NGESO挖寶參考。

參考資料：

Operability Strategy Report 2022 National Grid ESO

Security and Quality of Supply Standard

FRCR: Frequency Risk and Control Report

Future Energy Scenarios (FES) 2021

Network Option Assessment (NOA) Pathfinders

NOA Stability Pathfinder

NOA Constraint Management Pathfinder

NOA Voltage Pathfinder Pennine tender

NOA Voltage Pathfinder Pennine tender

FES 2019

FES 2017 

Landmark moment as renewables get ‘green light’ to support the grid | National Grid ESO