目錄：

一.前言

二.執行摘要-頻率部分

三.頻率(Frequency)領域本文

3.1概要

3.2  NGESO所說的頻率是什麼意思？

3.3  NGESO的義務是什麼，未來的運轉挑戰是什麼？

3.3.1頻率調整及遏制(Regulation and containment)

3.3.1.1故障後頻率遏制(Post fault containment)

3.3.1.2定態調整(Steady state regulation)

3.3.2頻率恢復與復原(Recovery and restoration)

3.3.2.1慣性下降(Falling inertia)

3.3.2.2跳脫容量增大(Increasing loss sizes)

3.3.2.3運轉情況(Operating conditions)

3.4  NGESO需要什麼能力來應付這些運轉挑戰？

3.5  2025年(零碳雄心目標)及2030年後的要求是什麼？

3.5.1調整(Regulate) 服務

3.5.2遏制(Contain) 服務

3.5.3恢復(Recover)服務

3.5.4復原(Restore)服務

3.5.5替代(Replace)備轉容量

3.6  在不同未來能源情境下，要求量如何變化？

3.7  下一個巨大運轉挑戰是什麼？

四.後語

參考資料：

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一.前言

英國國家電網電力調度中心(NationalgridESO: National grid  Electricity System Operator，以下簡稱NGESO)負責運轉英國大不列顛島(Great Britain)電力系統。目前脫碳化(Decarbonisation)、分散化(Decentralisation)、數位化(Digitalisation)正在驅動整個英國大不列顛電力網路發生重大變化，衝擊著NGESO如何運轉現在及未來的系統。

這些挑戰是在其他業界發生重大變化的背景下而發生的，諸如配電電網公司(DNO/配電調度中心(DSO)的轉型及分散型電源(DER: Distributed Energy Resources)與輸電互聯線(Interconnection)的增加成長。

到2030年，NGESO預計將看到4,000萬瓩(40GW或40,000MW)的離岸風力及1,700萬瓩(17GW)的跨國海底電纜高壓直流(HVDC)互聯線，這兩者都將帶來系統運轉的挑戰。NGESO的職責是支持能源轉型，同時確保NGESO能夠繼續為終端用戶帶來最大利益的方式來運轉大不列顛電力系統。

到2025年，NGESO將改變英國大不列顛電力系統的運轉方式，並實施創新的系統、發電(產品)及服務，以確保輸電系統準備好處理100% 的零碳電力。 但它並不止於此，系統將繼續演變，隨著NGESO努力實現淨零。 這意味著NGESO系統運轉方式將發生根本變化-在整個系統中整合新技術-從大規模離岸風力到家庭規模的太陽能發電，再到大量需量端的參與。 NGESO認識到NGESO工作的關鍵性質-確保安全度與可靠度、降低用戶電費、減少環境破壞及增加整體社會利益，NGESO承諾與業界合作以釋放此一價值。

為此，NGESO每年都會提出年度運轉策略報告(OSR: Operability Strategy Report)，2022年度也是如此，本年度報告也跟前幾年版本一樣，考慮了系統頻率、穩定度、電壓、輸電線熱容量、及復電等五個關鍵領域。在每個領域，NGESO解釋了運轉的挑戰，說明達成NGESO要求所需的能力，並期待著預測到下一個挑戰。NGESO的計畫(報告)將提供NGESO運轉零碳電網所需之服務，並移除英國對化石燃料發電的依賴。

本文僅摘要第一章有關系統頻率(Frequency)關鍵領域部分。首先在下面執行摘要中提供頻率領域主要訊息的簡短摘要，然後在頻率章節提供鏈接(Link)以便獲得更多詳細訊息。

二.執行摘要-頻率部分

電力系統慣性正在減少中，再加上供需變化幅度的增大，意味著系統頻率更加不穩定且更加不可預測。這在NGESO透過NGESO的反應(Response)、及備轉容量(Reserve)服務兩者來管理頻率時，需要重大改變。

• 反應(Response)：NGESO需要故障前服務(Pre-fault services)來管理頻率接近50 Hz，並需要故障後服務(Post fault services)來確保NGESO能夠遏止故障後的系統頻率。在慣性較低的系統中，NGESO需要更快速的故障後服務來確保頻率被遏制。
• 備轉容量(Reserve)：係手動啟動，可用於反應啟動之後將頻率移回朝向50Hz。NGESO的新備轉容量服務需要與新反應服務無縫接軌合作，它們的特性及容量大小，係由說明如何管理頻率的法規(Code)及執照義務(License obligations)來驅動的。

頻率服務要求量的大小取決於系統的慣性水準，以及發電與負載跳脫量的大小。這些要求量可能會發生變化，並且會受到系統演變的嚴重影響。例如，如果系統慣性進一步下降，或者如果推動更嚴格的頻率標準，則要求量就會增加。下表列出了NGESO 2025年的要求量，並假設市場提供的慣性低至96GVA.s：

表1 2025年NGESO系統假設慣性低至96GVA.s時各類頻率服務之要求量(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

迄今為止，NGESO的頻率控制策略是基於必須遏制突發性意外故障所發生的頻率變化並將頻率恢復到正常狀態。

然而，下一個重大挑戰可能是在正常運轉期間管理系統失衡，因為由於供需模式難以預測，系統不平衡變得更加多變。

三.頻率(Frequency)領域本文

3.1概要

NGESO的頻率控制策略是透過使用頻率反應(Frequency Response)及備轉容量(Reserve)兩種類型的服務來實現。

頻率反應((Frequency Response))服務係使用頻率測量值自動啟用，來決定有效電力的適當變化。

備轉容量(Reserve)則由調度中心控制室調度員在觀察到的系統事故、或主動預測系統需求後手動調度。就像頻率反應一樣，備轉容量可以增加或減少有效電力，並且可由發電電源或用電需量資源來提供。

NGESO的頻率控制策略之基本目標，以及NGCESO所採用之服務係將系統頻率維持在50Hz的目標值。除了維持頻率，NGESO還必須平衡NGESO所採措施帶給用戶利益與風險的剩餘水準之成本與衝擊。

在本報告中，NGESO著眼於NGESO頻率控制義務及如何轉化成為系統頻率反應及備轉容量要求量。

NGESO也著眼到在目前與2025年之間可能影響或改變要求量的因素。

3.2  NGESO所說的頻率是什麼意思？

頻率係衡量供需平衡的指標。NGESO使用頻率反應及備轉容量服務來校正電力不平衡並將系統頻率維持在接近50Hz的目標。

3.3  NGESO的義務是什麼，未來的運轉挑戰是什麼？

3.3.1頻率調整及遏制(Regulation and containment)

ESO控制頻率的義務可以在下列兩種設定中予以理解：

• 故障前或定態(Pre-fault or steady-state)
• 故障後或暫態頻率偏差(Post-fault or transient frequency deviations)

供電安全與品質標準(SQSS: Security and Quality of Supply Standard)係說明NGESO應該在多大程度上控制頻率的法律文件。它要求NGESO運轉電網並避免在許多事故中出現「不可接受的頻率情況(unacceptable frequency conditions)」。

對於上述各個設定，這些「不可接受的情況」定義為：

• 定態頻率超出49.5Hz或50.5Hz
• 暫態頻率偏差超出49.5Hz或50.5Hz-除非不常見且可容忍

這些要求中的第一個規定，在正常條件下，NGESO應該將頻率調整到50Hz目標值的 +/-0.5Hz以內。

第二個規定尋求要求NGESO限制故障對系統頻率的影響，這可以解釋為故障後之頻率遏制。

3.3.1.1故障後頻率遏制(Post fault containment)

NGESO的義務是將事故的暫態頻率偏差控制在50Hz的 +/-0.5Hz以內，除非這些偏差不常見且可容忍。

這種頻率偏差是否可以容忍取決於三個因素的組合：

• 它們發生的頻率（可能性）
• 它們持續多長時間（持續時間）
• 它們有多大（偏差）

下表說明了2021年度頻率風險與控制報告(FRCR: Frequency Risk and Control Report)所得出的這些因素的組合

表2 NGESO容忍系統頻率偏差之三大因素組合表(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

任何高於50.5Hz的頻率偏差都是不能容忍的，除非是由1,100年最多發生一次的故障引起的。

如果頻率降至49.2Hz與49.5Hz之間的偏差持續時間不超過60秒，而且是每年最多可能發生兩次的事故引起的，是可以容忍的。

如果由一個在270年內最多只可能發生一次的事件所引起，那麼低至47.75Hz的頻率偏差，是可以容忍的。

FRCR還定義了不應發生的不可接受頻率情況事故。 頻率風險與控制報告(FRCR)過程將每年檢討一次，在第一期研究的事故分為三類：

• 平衡機制機組(BMU)跳脫事故：一部或多部BMU機組跳脫事故，及可能會也可能不會導致相應的頻率下降率電驛(RoCoF)動作跳脫[無向量位移保護( Vector Shift)]
• 向量位移(VS)保護電驛動作事故：僅導致向量位移保護電驛動作跳脫事故，及可能會也可能不會導致相應的頻率下降率電驛(RoCoF)動作跳脫(無BMU機組跳脫)
• BMU+VS跳脫事故：一部或多部BMU機組跳脫事故，並導致相應VS保護電驛跳脫，及可能會也可能不會導致相應的頻率下降率電驛(RoCoF)動作跳脫

因此，透過FRCR，NGESO及更廣泛的利益相關者可以了解相關暫態頻率偏差相關的兩個關鍵因素：

• 必須系統安全的事故
• 必須系統安全的事故之標​​準（亦即什麼是可以容忍的）

在本章後面，NGESO將研究這些義務如何轉化為系統頻率反應及備轉容量服務的要求量。

3.3.1.2定態調整(Steady state regulation)

供電安全與品質標準(SQSS)的其他義務涉及在正常或定態情況下之調整頻率。

系統頻率偏離50Hz目標值不僅是由於突然、意外的故障，但也因逐漸的供需不平衡，及獨立機組動作。為此原因，NGESO使用輔助服務來調整故障前的頻率。

SQSS所規定的義務，係NGESO應該維持定態頻率在50Hz +/-0.5Hz的標準頻率範圍內。

下兩張圖表展示了供需不平衡如何驅動自動(反應)及手動(備轉容量)頻率調整服務兩者之需。

下圖係來自真實世界經驗的圖片。黃線及綠線係約3小時期間系統負載可能如何變化的預測值。藍線則為系統負載實際紀錄值。

在此情況下，負載預測值與實際結果值之間存在著顯著的差異。

紅線係發電計畫結果-顯示控制室調度員根據排程的最終發電量。

本樣例楬櫫了控制室調度員所面臨的不確定性及挑戰。系統負載並未如預期那樣演變，因此導致計畫的發電計畫必須在即時顯著的改變。

圖1系統負載預測值與實績值之比較(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

下圖顯示了同一時間的系統頻率變化。

查看這兩個圖表，可以將事故、行動措施及後果拼湊在一起。

圖2系統頻率變化曲線(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

從上述的整個樣例中之動作，實際上在任何時候，係自動頻率調整服務之措施。這些服務旨在幫助達成定態頻率調整義務。

如樣例所示，NGESO通常會採取額外的手動措施來調整頻率。

NGESO需要根據供電安全與品質標準(SQSS)調整頻率，並避免定態頻率超出49.5Hz或50.5Hz（法定範圍）。下一節將介紹當頻率超出法定範圍及較窄的運轉範圍時，發揮作用之規則及義務。

3.3.2頻率恢復與復原(Recovery and restoration)

歐盟輸電系統運轉指南(SOGL: guideline on electricity transmission system operation)說明了歐盟所有輸電調度中心的義務，這些義務現在是英國法律的一部份。這些義務橫跨歐盟四個同步區域有所不同，但遵守相同的原則。

• 恢復(recover)頻率的最長時間
• 復原(restore)頻率的最長時間

在英國大不列顛電力系統的義務為：

• 系統頻率必須在60秒內恢復到+/- 0.5Hz
• 並在15分鐘內復原到+/- 0.2Hz

表3各同步區域頻率品質訂定常數(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

這些義務有助於形塑NGESO在未來幾年推出的新備轉容量服務之關鍵設計元素。 例如，快速及慢速備轉容量服務將幫助NGESO分別達成恢復（60秒）、及復原（15分鐘）系統頻率的義務。

NGESO現在可以在更廣泛運轉環境及運轉挑戰的背景下考慮上述義務。

3.3.2.1慣性下降(Falling inertia)

• 在過去十年中，年平均慣性下降了約40%。這不是一個新現象，以前的運轉策略報告(OSR)議題已經解釋了這對運轉性的影響。較低的慣性意味著系統頻率對變化的抵抗力變小，當受到類似機組或負載突然跳脫衝擊時，頻率會更快的變化。
• 目前NGESO的政策是在140GVA.s的最小慣性下運轉。

 未來能源情境(FES: Future Energy Scenarios)報告研究的2050年實現淨零排放之四種途徑指出，這可能變得更具挑戰性。所有途徑都預計慣性會進一步下降。最小慣性政策係頻率風險與控制報告(FRCR)可以調查的一個重要領域，以查看不同的方法，是否會提供更好的價值與風險。

圖3系統負載與慣性之關係圖(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

圖4系統慣性之年度分布圖(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

3.3.2.2跳脫容量增大(Increasing loss sizes)

• 許多不同容量大小供應商發電機組及需量負載連接到電力系統網絡。NGESO經常關注其中最大的一個機組或負載，因為如果以及當它們跳脫時，它們會帶來最大的挑戰。跳脫量越大，NGESO需要採取的行動措施就越多，既要在事件發生前進行保護，又要在事故發生後進行恢復。
• 目前，北海海底高壓直流互聯線(North Sea Link interconnector)可能是最大的發電量或負載跳脫量，因為該HVDC互聯線能夠輸入(相當發電機組發電)及輸出(相當用電負載)1,400MW的電力。隨著新核能機組及互聯線連接到電力系統電網，最大跳脫量將發生變動。

表4英國大不列顛電力統未來最大機組或互聯線容量表(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

3.3.2.3運轉情況(Operating conditions)

低慣性及大跳脫量的結合，意味著系統頻率變化率(RoCoF)可以很大。反過來，也就意味著頻率控制服務需要足夠快，以便阻止頻率變化。這是促使NGESO開發及推出一種快速頻率反應服務-動態遏制(dynamic containment)服務。

動態遏制(Dynamic Containment)係一套新反應與備轉容量服務的第一個服務。所有這些服務都以某種方式貢獻減輕NGESO預計在未來運轉低慣性系統所出現的風險。

3.4 NGESO需要什麼能力來應付這些運轉挑戰？

結合供電安全與品質標準(SQSS)、頻率風險與控制報告(FRCR)及歐盟系統運轉指南(SOGL)的頻率控制義務，NGESO可以拼湊出頻率復原過程的圖像。

• NGESO必須調整定態系統頻率在+/-0.5Hz的法定限度內
• NGESO必須遏制事故頻率在頻率風險與控制報告(FRCR)中規定的標準之內
• NGESO必須在60秒內將頻率恢復到法定範圍（+/-0.5Hz）
• NGESO必須在15分鐘內將頻率復原到運轉範圍（+/-0.2Hz）
• 然後NGESO可以使用備轉容量來替代任何電能不平衡可慮到這些義務

NGESO正在設計各種服務及容量大小要求量，以滿足NGESO目前及到2025年之所需。

圖5使用系統(輔助)服務控制與復原頻率之過程圖(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

3.5  2025年(零碳雄心目標)及2030年後的要求是什麼？

3.5.1調整(Regulate) 服務

• 在定態故障前情況下的頻率調整(Frequency regulation)將透過動態調整(Dynamic Regulation)及動態調節(Dynamic Moderation)的組合來達成。這兩項服務預計在2022年推動。
• NGESO預計將分別購買最高達300MW的動態調整及動態調節服務。
• 當系統平衡受到不可預見的供需之間不平衡影響時，NGESO的頻率調整要求量為最大值。

3.5.2遏制(Contain) 服務

• NGESO的主要遏制服務(containment service)為動態遏制(Dynamic Containment)，低頻變動版係於2020年10月推出，高頻變動版於2021年11月推動。
• NGESO對遏制服務的要求量多寡係以系統上最大跳脫量(機組或負載)來決定的，並受到系統慣性水準的影響。頻率風險與控制報告(FRCR)將決定確保那些跳脫量及慣性最低水準，因此FRCR的任何建議，都可能對NGESO遏制服務要求量產生重大影響。

到2025年，NGESO可能會採購最多達140萬瓩(1,400MW)的動態遏制服務，以確保幾處140萬瓩的跳脫。如果有更大的HVDC互聯線跳脫，或例如辛克萊角C (Hinkley Point C) 180萬瓩互聯線完工，則NGESO可能需要採購更多遏制服務量。

圖6頻率調整、調節、遏制服務之互動圖(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

3.5.3恢復(Recover)服務

• NGESO的主要恢復服務將是快速備轉容量(Quick Reserve)，將於2023年新推出的新服務。
• 恢復服務要求量也是受到重大容量跳脫的大小所驅動。因此，NGESO預計到2025年將採購最多140萬瓩(1,400MW)的快速備轉容量。

3.5.4復原(Restore)服務

• NGESO的主要復原服務將是短期備轉容量(STOR: Short-Term Operating Reserve)，它將轉換到計畫在2022年推出的新慢速備轉容量服務(Slow Reserve service)。
  • 頻率復原服務量的大小，將與恢復服務類似，到2025年NGESO可能採購最多140萬瓩(1,400MW)的慢速備轉容量。它提供了物超所值的附加量，可以採購用來協助故障前頻率調整，以及主動不平衡管理。

3.5.5替代(Replace)備轉容量

• 最後階段，替代備轉容量，係透過在平衡機制(BM)中的彈性及市場參與者的自我校正來完成。

3.6  在不同未來能源情境下，要求量如何變化？

• 前一節中的要求量係根據目前NGESO所知道何時及如何併入電網的新互聯線容量來決定。
• 這些要求量也假設NGESO的政策沒有根本變化。頻率風險與控制報告(FRCR)可能每年檢討計算一次，例如，建議更改NGESO需要確保的跳脫類型。供電安全品質標準(SQSS)可能同樣會被檢討及修改NGESO必須管理頻率的標準。

反應(Response)要求量的一個關鍵驅動因素是慣性水準。如果要達成相同的頻率標準，則較高慣性系統需要較少的頻率反應服務量，而較低慣性系統需要較多與更快速的頻率反應服務量。

• 依賴天氣的發電佔比也會影響NGESO的要求量。具有更多間歇性、不能調度的發電情境下，可能需要更多的備轉容量。

表5影響反應與備轉容量服務要求量多寡之因素(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

3.7  下一個巨大運轉挑戰是什麼？

迄今為止，NGESO的頻率控制策略是根據從發生突發、或非計劃故障時，遏制及恢復系統頻率的需要。這是NGESO所面臨市場與運轉情況下的結果；大量非常大的發電機組可能在沒有警告的情況下非常迅速地停止發電。

在通往淨零的道路上，NGESO轄下的系統，可能會在故障前不平衡方面經歷到更大的變化，這將來自幾個方面：

• 家庭用電的彈性，像智慧型家電及電動汽車充電
• 商業及工業用電彈性，像更高價格的敏感度及電解(electrolysis)用電
• 更多依賴天氣與間歇性的發電
• 與鄰近市場互連導致快速升降載期間的增多

當前，NGESO透過在平衡機制中採取行動來管理不平衡，但未來NGESO可能需要調整NGESO的方法與工具：

• 提高所有彈性資源的可見性
• 更有效地控制大量彈性資產
• 行動措施之更高程度自動化
• 評估及獎勵NGESO所需彈性及能力的各種類型新服務
• 所有負載與發電的新資源之更佳預測

圖7冬季住宅電熱用電尖峰與熱技術彈性之關係(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

圖8在平均寒冷(ACS: Average Cold Spell)冬季用電尖峰期間的電動汽車充電行為(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

圖9住宅、商業用電之電熱需量反應(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

圖10可調度供電資源與用戶轉型(資料來源：Operability Strategy Report 2022)

四.後語

2019年，英國政府成為第一個通過淨零排放法(Net zero emissions law)的主要經濟體，要求英國到2050年將所有溫室氣體排放量降至零。國家電網電力調度中心(NGESO)的雄心目標到2025年運轉零碳(Zero-carbon)電力系統為實現 大不列顛(GB)2050年淨零目標的重要一步。因此，英國近年來努力增加風力及太陽能等不產生任何碳的資源的使用，尤其是北海的離岸風力；另外並搭配增建與挪威、丹麥、德國、法國、比利時、荷蘭等歐陸國家的海底電纜高壓直流(HVDC)互聯線，最大輸電能力達1,400MW；還有2027年將完成單機容量高達將近1,800MW辛克萊角C核能電廠新核能機組。

這些都增加系統運轉的挑戰？尤其對頻率運轉部分，獨立的大不列顛島電力系統之HVDC互聯線可以輸出多餘風力發電，也可以輸入北歐的豐富水力發電，但也是一顆不定時炸彈，當1,400MW最大輸入(類似大型發電機組)或輸出電力(相當大型負載)突然跳脫，對系統頻率的衝擊至為嚴重。另外大型離岸風力的出力變動也是對系統頻率的挑戰。

從下圖(圖11)這星期三(2022/1/26)NGESO轄區大不列顛電力系統日發電(能源別)曲線可以明顯看到風力出力情形，離峰時約占系統發電的50幾%。另外圖12的去(2021)年9~12月每天每半小時系統負載與風力出力曲線，在12月底風力出力佔系統負載約達60幾%。

圖11 2022/1/26英國大不列顛系統日發電(能源別)曲線(資料來源：Carbon Intensity NGESO網站)

圖12 2021年9月-12月英國大不列顛系統負載與風力發電曲線(資料來源：Historical Demand Data 、Monthly Operational Metered Wind Output NGESO網站)

因此，英國也跟孤島的愛爾蘭一樣，面臨這種再生能源高佔比的運轉挑戰。從今年NGESO的2022年運轉策略報告頻率部分可以知道，NGESO如何隨著再生能源增多及系統情況變化滾動檢討運轉對策，尤其2025年是零碳運轉關鍵，特別在系統(輔助)服務方面也配合倡新新的服務，檢討輔助服務的要求量多寡。另一在使用系統(輔助)服務控制與復原頻率過程(圖5)的說明，更是一大亮點，讓不懂電力的一般民眾一目瞭然了解到調度人員控制系統頻率的辛苦過程，值得同樣2025年要達成再生能源將佔20%能源政策的台灣效法！

參考資料：

Operability Strategy Report 2022 National Grid ESO

Security and Quality of Supply Standard

FRCR: Frequency Risk and Control Report

Carbon Intensity NGESO網站

Future Energy Scenarios (FES) 2021

COMMISSION REGULATION (EU) 2017/1485 of 2 August 2017-establishing a guideline on electricity transmission system operation(SOGL)

Generation By Fuel Type | BMRS (bmreports.com)

https://www.edfenergy.com/energy/nuclear-new-build-projects/hinkley-point-c/about

https://www.nationalgrideso.com/who-we-are

目錄：

一.前言

二、台灣地區用電特性與發電機組配比簡介(摘錄)

2.1 用電特性變遷

2.2 系統負載尖、中、基載的定義

2.3 發電機組尖、中、基載機組定義與配比

2.3.1基載電源：

2.3.2中載電源：

2.3.3尖載機組：

三、電業發電機容量因數與設備利用率定義

3.1 台電公司：統計年報

3.2 經濟部：電力小知識-容量因數

3.3 美國愛迪生電力研究所(EEI: Edison Electric Institute)：Glossary of

Electric Industry Terms

3.4 美國能源資訊局(IEA: Energy Information Administration)：Glossary

3.5 美國電機電子工程師學會(IEEE)：IEEE 標準 S-100

3.6 美國PJM電力調度中心(PJM ISO)：PJM Manual 35- Definitions and

Acronyms

3.7 美國能源部邦尼維爾電力局 (BPA)：Glossary

3.8 加拿大安大略電力調度中心(IESO)：Chapter 11 Definitions  IESO Market Rule

3.9 日本電氣事業連合會 (FEPC)： 電力用語集

四、美國各類發電裝置容量及容量因數實績

4.1化石燃料機組之裝置容量與容量因數

4.2非化石燃料機組之裝置容量與容量因數

4.3電池儲能及抽蓄機組之裝置容量與容量因數

五、台電各類發電廠組容量因數實績

5.1核能發電廠容量因數實績

5.2汽力火力發電廠容量因數實績

5.3燃氣複循環電廠容量因數實績

5.4水力、抽蓄、風力、氣渦輪、離島柴油機組容量因數實績

六、後語

6.1電業即產即用特性容量因數不能完全跟一般產業利用率相比

6.2美國電業與台灣電業容量因數比較

參考資料：

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一.前言

2021/12/17台灣公投前看到一篇「給18歲公投首投族的一封信 數字不會騙人 用數學檢證政府說的話」的文章，一位不是電業專業博士拿一個公司、工廠、生產線都有的「產能利用率」來跟電業發電機的「容量因數(Capacity Factor)」似是而非的比較與大肆批評，看在我老電業人眼裡，真是哭笑不得，忍不住寫些就本人所知的CF，跟大家分享，以免被誤導！

首先，找到將近十年前2012/5/5我PO的「從大潭、通霄電廠是不是「蚊子電廠」談起燃氣發電甘苦經驗」文章，摘錄一章用來解釋電業容量因數的背景資料文章，方便我解釋電業容量因數。

二、台灣地區用電特性與發電機組配比簡介(摘錄)

2.1 用電特性變遷

台灣地區用電習性的變遷從圖1顯示出民國40年~100年60年的變化；1950年代每天用電模式非常單純，以夏天為例，整天變化不大只有傍晚點燈初夜用電較高的尖峰；到了1960年代多了上午11點多的電鍋煮飯尖峰，表示台灣生活水準有點提高；逐漸到1980年代末期，再增加了下午2-3點的冷氣尖峰，顯示台灣工商業與生活水準再提升，以及工業與經濟發展之迅速(詳參本部落格另一篇「電力系統負載曲線」)；之後，隨著人們作息與氣溫、經濟與工商業的蓬勃發達之變動，整天用電激增，下午尖峰用電越來越尖，下班後傍晚尖峰也增高些許，這些就形成為目前一天像三個山峰的台電系統負載特性。

圖1 民國40~100年六十年的台電系統年尖峰日負載曲線(小時值)

2.2 系統負載尖、中、基載的定義

以去(2011)年台電系統最高用電日的負載曲線 (圖2) 【作者增加2020/7/29年尖峰日將原中載機組(燃氣複循環)24小時出力不變之基載部分與變動(中載)部分分離繪製更容易說明尖中基載之圖2-1]為例，當天最高的用電量(13:01-14:00一小時平均值)稱之為「日尖峰負載」，一般電業又把一天起伏變動中的較高用電部分歸類為尖載部份(目前台電通常指夏天早上10-12時，下午13-17時)，用電約佔日尖峰負載的10~15%；24小時連續用電部份則歸類為基載部分，用電約佔日尖峰負載的65~75%之間；尖載部份與基載部份之間則歸為中載部份，其用電約佔日尖峰負載的15~25%左右。這些佔比是隨著人民生活水準、社會經濟與氣溫等因素變遷而逐漸改變。

2.3 發電機組尖、中、基載機組定義與配比

因為電力無法大量儲存，即產即用的特性，電業都會配合系統負載特性，搭配不同類型的發電機組來供應尖、中、基載部份用電，以符合投資經濟考量；跟負載對應匹配的的發電機組分別稱為「尖載、中載、基載機組』。但實際調度運轉時，有部份中載機組在離峰時段仍須維持最低出力運轉，所以基載機組配比會較系統負載尖、中、基載比例為低。經綜合考量，根據台電最近電源開發方案之理想的電源配比為：尖載電源約佔10~15%，中載電源占15%～30%，基載電源約占55%～65%。但實際上從圖2及圖2-1所顯示，台電目前(2011年)基載機組不到50%，約20%都用中載燃氣機組替代，所以發電成本會增加，尤其離峰期間不再是從前便宜核能、燃煤電源，離峰抽水都用天然氣發電在抽，等於尖離峰發電成本相差不多。

目前(2011年)台電公司考慮機組特性及投資經濟性，於規劃電源時，尖、中、基載電源的各類機組與特性分別為：

2.3.1基載電源：應付系統負載基載24小時連續用電部份，以變動成本(燃料)便宜為優先。

• 核能機組、燃煤火力機組：24小時運轉、興建成本高、建廠前置與工期長，但燃料 較便宜。
• 風力、川流水力機組等：為再生能源，不發則能量流失無法儲存。

2.3.2中載電源：供給系統負載中載部份，機組特性必須可隨生活、上下班、工商作業作息用電而變動。

• 燃油、燃氣汽力機組:興建成本亦高、建廠前置與工期長、燃料較貴、離峰仍須維持最低出力運轉(除非是二值制機組設計，離峰可停機、尖峰運轉)、若離峰停機再併聯需時甚久。
• 複循環機組：興建成本比基載或汽力機組小、建廠工期較短、燃料較貴、氣渦輪部份可快速解併聯、汽輪機部份離峰可停機但白天啟動須長時間。
• 調整池水力：調整池容量不大，不發則溢流。

2.3.3尖載機組：僅供給短時間電力，必須可短時間解併聯的特性

• 抽蓄水力、水庫式水力機組：可快速解併聯、水庫容量有限且要配合下游農田灌溉自來水工業用水。
• 氣渦輪機：投資小，裝置工期最短、但燃料最貴、可快速解併聯應付緊急情況。

圖2  2011台電系統夏季日尖峰負載曲線附尖中基載示意圖(每小時值)

圖2-1  2020台電系統夏季年尖峰日負載曲線(每十分鐘值，附能源配比及尖、中、基載示意圖)

三、電業發電機容量因數與設備利用率定義

各國電業、研究或統計機構有關容量因數之定義或名詞解釋(Glossary)摘錄如下：

3.1 台電公司：統計年報

發電設備容量因數(%)=特定時間內發電廠(或機組)之平均負載(包括廠內用電)與其平均裝置容量之百分比。

= (平均負載/平均裝置容量)×100

3.2 經濟部：電力小知識-容量因數

一樣的裝置容量，為何發電量會不一樣？關鍵就在機組能否穩定出力！核能機組可以24小時穩定供電，扣除歲修時間，平均全年產能利用率（容量因數）可達90%以上；火力發電機組雖然也可24小時發電，但考量燃氣與燃油成本較高，不會長時間連續運轉，因此平均容量因數為65%；至於風力、太陽能，雖是優先發電，但能否發電要看天候而定，無風或無陽光的時候無法發電，故其容量因數分別約為28%及14%。

截至104年10月底，我國風力加太陽能的裝置容量已有1282MW，已超越核一廠1272MW！但風力及太陽能發電量加起來只有約18億度，遠不及核一廠103年發電量97.7億度！為什麼會有這種差距？關鍵就在出力不穩定，致使容量因數無法與傳統電廠相比較。

3.3 美國愛迪生電力研究所(EEI: Edison Electric Institute)：Glossary of Electric Industry Terms

容量因數：發電機組在一段時間期間內的平均運轉負載與該期間額定容量之比。[Capacity Factor: The ratio of the average operating load of an electric power generating unit for a period of time to the capacity rating of the unit during that period. (EEI Glossary of Electric Industry Terms  APRIL 2005)]

3.4 美國能源資訊局(IEA: Energy Information Administration)：Glossary

容量因數：發電機組在考量時間期間內的發電量與同期間可能連續滿載運轉發電量之比。【Capacity factor:  The ratio of the electrical energy produced by a generating unit for the period of time considered to the electrical energy that could have been produced at continuous full power operation during the same period. 】

3.5 美國電機電子工程師學會(IEEE)：IEEE 標準 S-100

容量因數：機器或設備在考量時間期間內的平均負載與機器或設備容量之比。【capacity factor The ratio of the average load on a machine or equipment for the period of time considered to the capacity of the machine or equipment.】

3.6 美國PJM電力調度中心(PJM ISO)：PJM Manual 35- Definitions and Acronyms

容量因數： 發電機組在特定時間內的總發電量與在同一特定期間內最大額定容量運轉時可能最大發電量之比，以百分比表示。【Capacity Factor The ratio of the total energy generated by a generating unit for a specified period to the maximum possible energy it could have generated if operated at the maximum capacity rating for the same specified period, expressed as a percent. 】

3.7 美國能源部邦尼維爾電力局 (BPA)：Glossary

容量因數：在特定時間期間內發電資源的平均負載與其額定容量之比率，以百分比(%)表示之。【Capacity factor：The ratio of the average load on a generating resource to its capacity rating during a specified period of time, expressed in percent.】

3.8 加拿大安大略電力調度中心(IESO)：Chapter 11 Definitions  IESO Market Rule

 容量因數：發電廠之機組受限下輸出之電能，與同一時間期間內如果發電廠以最大連續額定運轉輸出的電能之比。【capability factor means the ratio of the energy which could have been delivered by a generating station with generation unit limitations in effect, to the energy, over the same period of time, that could have been delivered if the generating station had operated at its maximum continuous rating; 】

3.9 日本電氣事業連合會 (FEPC)： 電力用語集

容量因數(設備利用率)：特定期間發電廠實際發電量與假設該期間發電廠無休止滿載運轉所發電量(額定出力乘以該期間時間)的百分比。

年容量因數(%)=【實際年發電量（kWh）÷[額定出力（kW）× 365(天) ×24(小時)]】×100

【設備利用率せつびりようりつ

発電所が、ある期間において実際に作り出した電力量と、その期間休ま ずフルパワーで運転したと仮定したときに得られる電力量（定格電気出力 とその期間の時間との掛け算）との百分率比。

年間の設備利用率（％）＝〔実際の年間の発電電力量（kWh）÷（定格 出力（kＷ）×365日×24時間）〕×100】

比較前述美國、加拿大、日本的容量因數之定義或名詞解釋(Glossary)跟台灣電業都是大同小異一致的，只是像日本沒有用「容量因數」的名詞而用「設備利用率(漢字)」，更為易懂。

四、美國各類發電裝置容量及容量因數實績

根據美國能源部能源資訊局(eia: U.S. Energy Information Administration)之電力月報(Electric Power Monthly)公布之美國公用事業級(Utility Scale)發電機組裝置容量及容量因數統計，分類如下：

4.1化石燃料機組之裝置容量與容量因數

有關燃化石燃料機組分別按2011~2020年及2021年1~10月繪製裝置容量及容量因數曲線如下：

  圖3 2011-2020年美國化石燃料發電機組裝置容量及容量因數曲線[資料來源：電力月報(Electric Power Monthly)U.S. Energy Information Administration)]

圖4 2020年1-10月美國化石燃料發電機組裝置容量及容量因數曲線[資料來源：電力月報(Electric Power Monthly)U.S. Energy Information Administration)]

上兩圖顯示，過去十年全美燃燒化石燃料(煤炭、重油、輕油、天然氣等)發電機組的容量因數(CF%)；從前傳統基載機組的燃煤機組CF由62.8%(2011年)逐漸遞降至40.2%(2020年)、早期作為中載機組的燃氣複循環機組CF則從44.3% (2011年)上升到57%(2020年)，兩者角色互換，燃氣複循環逐漸由中載轉變成基載機組的趨勢，這當然拜近年來電業自由化電力市場競價、頁岩油氣開採天然氣價下降、氣候變遷與環境保護，變動性再生能源蓬勃發展、需搭配出力升降快速機組等錯綜複雜因素所造成。

至於成本較高的燃油汽力及效率較差的燃氣汽力機組CF大約維持在12~14%之間作為尖中載或輔助服務用途；至於燃氣氣渦輪(Gas Turbine)及燃氣內燃機(Internal Combustion)則從8%左右(2011年)分別緩緩提升至12%及15%左右，可能配合再生能源占比增加，需要增設成本低又可快速啟動升降載作為尖載或輔助服務之用而CF提高。另外，燃輕油的傳統尖載機組或備轉容量用之氣渦輪(GT)或內燃機(IC)，因為燃料成本高，CF只維持載1~2%之間；倒是在2021年2月的GT的CF升高至5%、燃煤也突增約10%，應該跟2021年2月德州、SPP與MISO南部因極端冷凍大量燃氣機組跳脫無法運轉的大限電有關。

4.2非化石燃料機組之裝置容量與容量因數

有關非化石(地熱、水力、核能、生質能、其他氣體、太陽能PV、太陽熱能、風力、木材等)燃料或資源機組，亦分別按2011~2020年及2021年1~10月繪製裝置容量及容量因數曲線如下：

圖5 2011-2020年美國非化石燃料發電機組裝置容量及容量因數曲線[資料來源：電力月報(Electric Power Monthly)U.S. Energy Information Administration)]

圖6 2020年1-10月美國非化石燃料發電機組裝置容量及容量因數曲線[資料來源：電力月報(Electric Power Monthly)U.S. Energy Information Administration)]

參考上兩圖可知：非化石燃料發電的傳統基載核能機組CF仍維持86~93%之間；CF次高的地熱發電約在68~76%之間；接著，生質能、其他氣體、及燃木材發電則在50~67%之間；下一群組為再生能源依序為水力CF在35~45%之間、風力CF為31~35%左右、太陽能PV則在19~25%之間、CF最低的太陽熱能在17~24左右。

4.3電池儲能及抽蓄機組之裝置容量與容量因數

有關電池儲能及抽蓄機組也分別按2011~2020年及2021年1~10月繪製裝置容量及容量因數曲線如下：

圖7 2013-2021年美國電池儲能及抽蓄機組裝置容量及容量(使用)因數曲線[資料來源：電力月報(Electric Power Monthly)U.S. Energy Information Administration)]

圖8 2021年1-10月美國電池儲能及抽蓄機組裝置容量及容量(使用)因數曲線[資料來源：電力月報(Electric Power Monthly)U.S. Energy Information Administration)]

至於過去十年(2011-2020年)及2021年1-10月全美國儲能的抽蓄發電及電池儲能之裝置容量及CF，可從上兩圖得知：抽蓄發電年CF約在10~11%之間，2021年1-10月的月CF則約在7~16%左右，十年來裝置容量都維持在2,300萬瓩邊緣；電池儲能年CF從2013年的0.7%逐漸升至2017年的6.8%，然後下降至目前的5%左右，儲能裝置容量從2013年的126.7MW到2020年增至1210.3MW。2021年1-10月儲能月CF為3.2~5.6%之間，但儲能裝置容量增加迅速到10月底高達3270MW(327萬瓩)。

五、台電各類發電廠容量因數實績

根據台電公司民國109年統計年報公布之2009-2020年台電核能、汽力火力(燃煤、燃油、燃氣)、複循環、水力、風力、氣渦輪、離島柴油機等發電廠的容量因數，詳如下圖：

5.1核能機組容量因數實績

圖9 2009-2020年台電核能電廠各機組容量因數曲線[資料來源：民國109年統計年報  台電公司)]

上圖顯示台電三座核能電廠六部機組12年來的年容量因數。其中核一廠一號機因2014年12月10日停機進行年度大修，12月28日執行核燃料挪移填換作業時，發現其中1束燃料組件有把手鬆脫情形，之後政府即不再同意該廠啟動，直到2018年12月5日運轉執照到期後除役；2009-2014年核一一號機容量因數在83~97%之間；核一二號機原定於2017年6月10日停機大修，但6月2日發生核一廠引出線345kV輸電鐵塔倒塌，電力無法送出，引起二號機跳脫停機，直到2019年7月15日運轉執照到期也沒再併聯運轉，直接除役，2009-2017年核一二號機容量因數在40%(2017/6/2鐵塔倒蹋停機)~100%之間。

至於核二廠2009-2020年一號機容量因數為56.5%(2017年)~102.4%之間、二號機則0%(2017年因2016/5/16避雷器事故停機至2018/3/27並聯又跳機，再至2018/6/8並聯運轉)~101.8%之間。

核三廠2009-2020年一號機容量因數在87.3%(2012年)~102.3%(2020年)之間、二號機則在82.1%~100.2%之間。

核能機組在台電系統屬於基載機組，年CF除了受到當年的定期大修或者事故檢修等因素影響，都在80~100%範圍。

5.2汽力火力發電廠容量因數實績

汽力火力機組(Steam Turbine)一直都是台電系統的基載機組，但近年來燃煤燃油化石燃料發電因環保因素，為了減少空汙，發電逐漸受限，尤其效率較差又老舊機組，詳見下圖各電廠容量因數所示：

圖10 2009-2020年台電燃油、燃煤、燃氣汽力電廠容量因數曲線[資料來源：民國109年統計年報  台電公司)]

台電汽力火力電廠共有五座，由北到南分別為：

• 協和燃油電廠：為民國60年代興建的四部500MW燃油汽力機組，其中協一、二機已於108.12.31除役，規劃更新改建為燃氣電廠，設置2部裝置容量約100~130萬瓩級燃氣複循環機組。2009年~2020年的年廠容量因數為21~56%之間，近年來因環保因素限制運轉時數及燃油成本較高且機組效率較差，大部分作備轉容量之用。

• 林口燃煤電廠：於民國57年起陸續設立2部300MW雙燃料機組(燃油/煤)，於103年9月正式除役，民國105、106、108年先後更新為三部先進環保設備超超臨界800MW機組商轉。11年來林口電廠年廠容量因數民國98~10年就機組為56.3%~78.3%左右，民國106~109年新機組CF為77.5~89.4%之間。
• 台中燃煤電廠：係民國70年代開始興建，於民國80年至95年陸續完成十部550MW燃煤汽力機組，為台電系統最大基載電廠，民國98~109年該廠年廠容量因數為61.1%(民國109年)~93.4%之間。台中燃煤機組近年來屢遭環保政治因素要求減煤減排，從最近的年廠CF 61.1%、63.9%(108年)顯示出來。目前台電正在進行興建2組130萬瓩燃氣複循環機組、液化天然氣(LNG)接收碼頭及5座液化天然氣 (LNG)儲槽，以逐漸取代燃煤機組，但工程進行還經常遭到地方政府刁難。
• 興達燃煤電廠：也是台電系統於民國60年代南部興建了二部500MW及兩部550MW燃氣汽力機組，另建有五組燃氣複循環機組。民國98~109年燃煤電廠之年廠容量因數為61.6%(民國109年)~94%之間。該廠燃煤基載機組也跟台中燃煤電廠一樣受到環保減排減煤影響，近兩三年廠CF逐漸遞減到60%左右。

• 大林(燃煤、油、氣)電廠：大林電廠係民國50年代繼林口電廠之後在南部高雄興建之基載電廠，先後興建兩部燃煤300MW機組、兩部375MW燃油機組、一部500MW及一部550MW燃氣汽力基組。兩部燃煤機組於民國101年8月底除役，並更新改建為2部80萬瓩高效率超超臨界發電機組分別於民國107、108年商轉。另兩部燃重油機組亦於106.11.3除役。民國98~109年該廠(燃煤、油、氣汽力)年廠容量因數為18%(102年)~71%(108年)左右。

5.3燃氣複循環機組電廠因數實績

燃氣機組因進口LNG天然氣價格昂貴，台電系統原規畫為中載機組，採用高效率起停快速的燃氣複循環機，但因近年台電系統基載機組短缺，燃氣複循環機組也逐漸補充基載的基組，從下圖各廠容量因數可資證明：

圖11 2009-2020年台電燃氣複循環電廠容量因數曲線[資料來源：民國109年統計年報  台電公司)]

台電系統燃氣複循環電廠共有四座，由北到南分別為：

• 大潭電廠：大潭電廠位於桃園市觀音區大潭濱海特定工業區，於民國95年~98年先後完成兩組742.7MW及四組724.7MW高效率複循環機組商轉，民國106年夏季恐面臨缺電挑戰，提前啟動「增建第7號燃氣複循環機組第一階段燃氣單循環機組」新建工程(60萬瓩)，於107年3月28日完成商轉。該廠民國98~109年年廠容量因數在32%(98年)~71%左右，上圖顯示民國98年商轉時CF為中載30多%，逐漸增高至50、60以至70幾%，成為基載機組運轉。
• 通霄電廠：為台電最早的燃氣電廠，於民國50年初，運用中油公司於通霄鐵鉆山礦場鑽獲豐富油氣資源而興建，裝置四部奇異公司氣渦輪機，於民國54年商轉，另於民國57年增設四部飛雅特氣渦輪機。

民國67年開始興建三部約26萬瓩高效率、起動及負載變化快速之燃氣(進口LNG)複循環機組，並於72年正式商業運轉，係台灣第一座複循環發電廠；70~74年#1~#3機組完成改燃重油運轉，為全世界首次氣渦輪機燃燒重油機組；106年10月31日#1~#3機除役。

民國79年再增設兩部33.5萬瓩#4、#5號複循環機組，並於81年商轉。民國86年又在電廠西南角增設#6號機30.5瓩機組，於89商轉，可燃用天然氣與柴油複循環機組。

民國89年~91年為改善空氣品質，#1~#5機燃重油機組完成改燃天然氣運轉，目前通霄電廠以天然氣為主要燃料。

民國104年開始擴建三部89.26萬瓩高效率複循環機組，一號機於107年2月27日商轉，二號機於108年5月30日商轉，三號機於109年5月26日商轉。初期通霄對外345kV聯絡線未完成時出力會受限制。

民國98年至109年通霄電廠年廠發電容量因數在43%~71%之間

• 興達(燃氣複循環)電廠：興達電廠燃氣複循環機組係於民國87年~88年陸續完成五組445.19MW機組，年廠發電容量因數在44%~77%左右，由上圖顯示興達CCGT也逐漸從中載變為基載運轉中。
• 南部電廠：為台電現存最老電廠，於民國44年10月30日成立，興建有3部燃煤機組與3部氣渦輪機，總裝置容量30萬瓩，分別於82年及72年除役。並於民國81年至92年在原廠區更新興建四部高效率燃氣複循環機組，總裝置容量為111.78萬瓩。係台電唯一在大都市區的火力電廠。

民國98~109年南部燃氣複循環電廠年廠容量因數在45%~85%左右，由上圖顯示南部CCGT也逐漸從中載變為基載運轉中。

5.4水力、抽蓄、風力、氣渦輪、離島柴油機組容量因數實績

台電系統尖載機組有水庫水力、抽蓄水力、氣渦輪等，再生能源有風力、太陽能，川流小水力等，這些機組容量因數較低，詳如下圖(太陽能除外)所示：

圖12 2009-2020年台電氣渦輪、離島柴油機、傳統水力、承攬水力(翡翠、石門-義興、曾文)、抽蓄發電、風力、購電風力等機組容量因數曲線[資料來源：民國109年統計年報  台電公司)]

從上圖顯示民國98~109年尖載及再生能源年容量因數分別如下：

• 氣渦輪：為尖載機組容量因數在0.08%(民國98年)~4%左右，CF越高表示當年比較缺電，氣渦輪發電增加。
• 離島柴油機：離島的蘭嶼、綠島、澎湖、金門、馬祖都裝設燃輕油柴油內燃機供電，綜合容量因數在32%~37%左右。
• 台電傳統水力：包括水庫、調整池及川流水力發電，容量因數在15%(109年)~39%(104年)左右。CF低表示為枯水年，高則為豐水年。
• 承攬水力：包括台電承攬的翡翠、石門、曾文水庫水力發電廠，主要是配合下游自來水及灌溉水而副產品發電。其容量因數在23%~39%左右。
• 台電自有風力：台電自有風力發電容量因數在23%~30%之間。
• 購電風力：購電風力年CF在25%~36%左右。
• 抽蓄發電：台電目前有大觀二廠(1,000MW)及明潭抽蓄發電廠(1,600MW)，其年容量因數在12%~14%左右。受限於當初設計下池只有尖載六小時滿載容量，CF無法提高(除非電源緊澀下池放水發電)。

六、後語

6.1電業即產即用特性容量因數不能完全跟一般產業利用率相比

綜前所述，因為電力無法大量儲存(成本太貴負擔不起)，需即產即用的特性，電力公司都會配合用戶用電習性(系統負載特性)，也就是例如大型工業用戶每天三班制24小時連續用電(基載)、夏天白天上班工作時間的10時~12時及13時-17時大量使用冷氣造成用電高峰(尖載)、及夾在尖載與基載間之用電(中載)，興建不同類型的尖(起停及出力變動快速、興建成本低、燃料費用高)、中、基載(興建成本高、無法快速起停及升降載)發電機組來供應電力，以符合投資經濟考量，降低用戶電價。近年來出現大量太陽能發電供應白天用電，傳統發電機組供電尖峰逐漸移轉至傍晚太陽下山的夜間尖峰時段。

一般產業產品可以大量儲存，只需要一種24小時運轉設備就可以，不用像電業那麼大費周章設置尖、中、基載不同設備，所以不能拿一般產業的產能利用率跟電業尖、中載發電機組的容量因數來相比說嘴，可以跟24小時運轉的基載機組容量因數比高下。

6.2美國電業與台灣電業容量因數比較

根據第四、五章過去十年來美國與台電各類發電容量因數實績值相對照：

同是基載的美國核能機組CF約在86~93%之間；台電核三廠一號機容量因數在87.3%~102.3%之間、二號機則在82.1% ~100.2%之間，核一及核二扣除外界介入年份也都在86%~96%左右。雙方CF差異不大。

另一基載的燃煤機組，美國燃煤CF在電業自由化及頁岩氣燃氣複循環競爭下，從62%逐漸降至2020年的40%，掉到中載機的CF範圍了。

 台電台中燃煤電廠前十年還維持在81~93%左右，最近兩年才掉到60幾%，未來有可能步上美國燃煤機組後塵；至於新超超臨界高效率高環保標準燃煤機組大概維持在74%~94%左右，未來還可能維持基載運轉。

至於從前的中載燃氣複循機組方面，美國燃氣CCGT的CF從10年前的44%逐漸增至2020年的57%，跟燃煤互換成為基載機組的趨勢。根據EIA的2021年能源展望(AEO:Annual Energy Outlook 2021)的2021參考案例(AEO2021 Reference case)預測至2050年的化石燃料別容量因數(圖13)及2026年上線商轉機組均化成本(LCOE: levelized cost of electricity)與避免成本(LACE :levelized avoided cost of electricity)(表1)顯示，2026年上線商轉先進CCGT機組均化成本遠低於燃煤及核能機組，均化避免成本也低於燃煤機組，未來先進複循環機組容量因數在70幾%~80幾%均高於燃煤機組成為基載機組。

圖13美國2021年年度能源展望(Annual Energy Outlook)基本案例(Reference Case)預測至2050年容量因數曲線[資料來源：Annual Energy Outlook 2021 U.S. Energy Information Administration]

表1 美國2021年年度能源展望(Annual Energy Outlook)基本案例(Reference Case)估計全美25區中之四個代表區2026年上線商轉機組均化成本(LCOE) 與避免成本(LACE)表 [資料來源：Annual Energy Outlook 2021 U.S. Energy Information Administration]

台電CCGT也跟美國類似從12年前的30幾%逐漸增至最近的70、80幾%，也成為基載機組的成員了！

至於抽蓄發電，美國Pumping Storage的CF在10%附近徘徊，台電抽蓄則大部分在14%左右，比美國稍高。

傳統水力發電部分，美國水力發電CF在35%~45%左右，台電稍差在20%~40%左右。再生能源的風力方面，美國風力發電CF在31%~35%之間，台電則在23%~30%左右，比較低些。

綜上比較發現台灣電業容量因數與美國相差不大趨勢也逐漸相同，並沒有像那篇報導說得那麼不堪？期望能讓讀者有滿意的解惑，獲得正面的見解！

參考資料：

給18歲公投首投族的一封信 數字不會騙人 用數學檢證政府說的話 分享文章信傳媒 2021-12-16

從大潭、通霄電廠是不是「蚊子電廠」談起燃氣發電甘苦經驗 Gordoncheng’s Blog 2012/5/5

台電公司109年統計年報 民國110年4月

電力月報(Electric Power Monthly) U.S. Energy Information Administration

https://www.taipower.com.tw/tc/page.aspx?mid=202台電網站資訊揭露

Glossary of Electric Industry Terms：美國愛迪生電力研究所(EEI: Edison Electric Institute)

Glossary:美國能源資訊局(IEA: Energy Information Administration)

The Authoritative Dictionary of IEEE Standards Terms IEEE 標準 S-100美國電機電子工程師學會(IEEE)

PJM Manual 35- Definitions and Acronyms:美國PJM電力調度中心(PJM ISO)

Glossary:美國能源部邦尼維爾電力局 (BPA)

Chapter 11 Definitions  IESO Market Rule: 加拿大安大略電力調度中心(IESO)

その他－ 電力用語集 ：日本電氣事業連合會 (FEPC)

電力小知識-容量因數 經濟部臉書

內容：

I.前言

II. 本文

一、緒言

1.1輔助服務類別

二.頻率控制(frequency control)

2.1頻率調整與應急控制(Regulation and Contingency Frequency Control)

2.1.1頻率調整控制(regulation frequency control)

2.1.2頻率應急控制(Contingency Frequency Control)

三.頻率控制輔助市場(FCAS MARKETS)

3.1頻率控制輔助服務(FCAS)市場-報價與投標

3.2 FCAS市場-結算

3.2.1付款

3.2.2成本回收(Recovery)

四.電網控制及系統重新啟動輔助服務(NETWORK CONTROL AND SYSTEM

RESTART ANCILLARY SERVICES)

4.1電網支持及控制輔助服務(NSCAS)

4.1.1電壓控制輔助服務

4.1.2電網載流控制輔助服務

4.1.3暫態與震盪穩定度輔助服務(TOSAS)

4.2系統重新啟動輔助服務(SRAS)

4.3付款與成本回收(Payments and Cost Recovery)

4.3.1付款

4.3.2 成本回收

參考資料：

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I.前言

最近在整理再生能源電力調度資料，猛然發現澳洲南澳州(SA)電力系統再生能源2020/2021會計年度發電占比居然高達62%(風力、太陽能發電量占比分別為41%及21%)(圖1)，比愛爾蘭的42%更高。

圖1澳洲南澳州電力系統2020/2021年度各類裝置容量及總發電量(資料來源：The South Australian Electricity Report (SAER) South Australian Advisory Functions AEMO 2021/10)

圖2澳洲南澳州電力系統2017-2021年度夏季(2020/11/1-2021/3/31)工作日典型運轉負載(發電段負載-扣除屋頂太陽能)曲線(資料來源：The South Australian Electricity Report (SAER) South Australian Advisory Functions AEMO 2021/10)

南澳州電力系統也有類似加州ISO的鴨子曲線，但澳洲能源市場調度中心(AEMO: Australian Energy Market Operator)叫運轉(發電端毛出力)曲線[operational (as-generated) demand]，為扣除太陽能系統可以調度運轉的發電端出力。上圖2顯示出近年來太陽能逐年增加，鴨子腰部越來越低，鴨脖子升載爬坡越來越陡。

圖3  2021/9/26澳洲南澳州電力系統日最低運轉負載(record minimum operational (as-generated) demand day)曲線 (資料來源：The South Australian Electricity Report (SAER) South Australian Advisory Functions AEMO 2021/10)

圖4  2020/10/11澳洲南澳州電力系統日最低運轉負載(record minimum operational (as-generated) demand day)曲線 (資料來源：The South Australian Electricity Report (SAER) South Australian Advisory Functions AEMO 2020/11)

上圖3、圖4顯示南澳州電力系統2020年、2021年系統最低運轉負載日之發電(能源別)曲線，最低負載分別為290MW、236MW。幸好南澳州電力系統有黑伍德275KV交流互聯線連接到維多利亞電力系統(澳洲國家電力市場NEM互聯系統)、另有一條莫雷HVDC高壓直流互聯線，也是連接維多利亞系統。這跟歐洲丹麥一樣再生能源發電超過國內用電，但系統跟歐洲大陸系統連接，系統運轉問題可以互相幫忙。

為了瞭解再生能源高佔比南澳州電力系統如何運轉，特別再去了解跟調度運轉息息相關的澳洲國家電力市場系統(NEM)輔助服務，有沒有新增不同的服務？在AEMO網站上找到2021年11月3日公布的「澳洲國家電力市場輔助服務指南(GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET)」，跟我2013/5/16的「漫談澳洲電業自由化與輔助服務(下)」及2013/5/13的「 漫談澳洲電業自由化與輔助服務(上)」PO文比對，發現八年前的輔助服務項目還是相同，只是這篇新版的輔助服務指南跟我前述兩篇PO文屬於技術性的不同，此指南為非技術性，對象是以前甚少或根本沒有接觸過輔助服務的讀者，換句話來說就是一般人容易懂的白話文，所以特別轉譯中文分享大家。有些專有名詞我也改成易懂的名詞，例如 (Contingency frequency control)以前我譯成「偶發事故頻率控制」，本文改譯成「應急頻率控制」，意境比較貼切，敬請指正！

II. 本文

一、緒言

本文件提供輔助服務之廣泛釋義，並概述應用在澳洲國家電力市場(NEM: National Electricity Market)中之頻率控制輔助服務的安排。本釋義以非技術性方式進行，係針對以前甚少或根本沒有接觸過輔助服務的讀者。

澳洲能源市場調度中心(AEMO: Australian Energy Market Operator)根據澳洲國家電力規則(NEL: National Electricity Rules) 負責確保電力系統以安全、安心及可靠方式運轉。為了達成此一義務，AEMO透過輔助服務來控制電力系統的關鍵技術特性，例如頻率及電壓。此規則規定AEMO可以透過以下任一方式從市場參與者購買這些輔助服務：

• 輔助服務之市場安排；或
• 輔助服務之協議

1.1輔助服務類別

所有國家電力市場(NEM)輔助服務可歸類為下列三個主要類別中之一：

• 頻率控制輔助服務(FCAS: Frequency Control Ancillary Services)
• 電網支持及控制輔助服務(NSCAS: Network Support & Control Ancillary Services)
• 系統重新啟動輔助服務(SRAS: System Restart Ancillary Services)

1.1.1頻率控制輔助服務(FCAS)被AEMO使用來維持電力系統上頻率，在任何時間點，都接近NEM頻率標準之每秒50週波。

1.1.2電網支持及控制輔助服務(NSCAS)主要用於：

• 控制在電力網之不同點的電壓，在規定的標準範圍內。
• 控制電力網元件上的電力潮流在這些元件之物理限制範圍內。
• 在電力系統發重大事故後維持系統暫態及震盪穩定度(oscillatory stability) 。

1.1.3系統重新啟動輔助服務(SRAS)係保留在電力系統發生全黑或部分系統停電之緊急情況時，電力系統必須重新啟動機組發電時之用。

二.頻率控制(frequency control)

為了幫助了解頻率控制，可以用汽車引擎與電力系統之間來進行類比。如果一輛汽車定速行駛中，出現負載變化而引擎輸入功率沒有相對應變化，則汽車將加速(例如下坡時負載減少)或減速(例如上坡時負載增加)。

以此類似方式，如果電力系統上負載發生變化，而饋入電力系統的發電沒有相對應變化，則系統頻率(速度)將發生偏差。

圖5顯示供需平衡對頻率的影響：

圖5 電力系統供需平衡對頻率之影響(資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

為了維持系統頻率在NEM頻率標準內，頻率控制服務(FCAS)已經發展出來改變發電或負載，以維持發電/負載平衡。

頻率控制可分為兩種：

• 調整(Regulation)
• 應急(Contingency)

頻率調整控制(Regulation frequency control)可解釋為響應負載或發電微小偏差之發電/負載平衡的修正。應急頻率控制(Contingency frequency control)係指在系統發生重大偶發事故(major contingency event)，諸如大機組/大工業負載、或大輸電元件跳脫後，發電/負載平衡之修正。

頻率調整控制 v/s 頻率應急控制

頻率調整控制服務係連續用來修正電力供/需的微小變化。然而，頻率應急控制服務，雖然經常可以應付偶發事故，但只是偶爾使用。

頻率調整控制服務係由AEMO的兩個控制中心之一集中控制。頻率應急控制服務則由本地控制，係在偶發事故後之頻率偏差來觸發。

2.1頻率調整與應急控制(Regulation and Contingency Frequency Control)

2.1.1頻率調整控制(regulation frequency control)

頻率調整控制服務係由發電機組在自動發電控制(AGC: Automatic Generation Control)來提供。AGC系統讓AEMO連續監視系統頻率，並發送控制信號到各提供頻率調整之機組上， 以此方式讓系統頻率維持在49.85Hz至50.15Hz之正常運轉範圍內。

圖6 使用自動發電控制之頻率調整控制(資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

這些控制信號改變了各發電機組的MW出力，以此方式修正了負載/發電之平衡。

2.1.2頻率應急控制(Contingency Frequency Control)

根據NEM頻率標準，AEMO必須確保在發生可能偶發(credible contingency)事故後，頻率偏差保持在偶發事故頻段內，並在5分鐘內恢復到正常運轉頻段。

圖7 使用頻率應急服務(大負載跳脫)之頻率應急控制(資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

頻率應急控制服務係由可以在本地偵測頻率偏差並以校正頻率反應方式之技術來提供。這些技術的一些範例包括：

• 發電機調速機反應(Generator Governor Response)：發電機調速機透過開啟或關閉汽輪機蒸氣閥，從而改變機組的MW出力，來對頻率偏差作出反應。
• 負載限制(卸載)( Load shedding)：負載從連接的電力系統快速啟斷(只能用於系統低頻率時)。
• 快速發電(Rapid Generation)：頻率電驛偵測到系統低頻率從而啟動快速發電機組(只能用在校正系統低頻現象)。
• 快速機組卸載(Rapid Unit Unloading)：頻率電驛偵測到系統高頻率從而降低發電機組出力(只能用在校正系統高頻現象)。

三.頻率控制輔助市場(FCAS MARKETS)

澳洲國家電力市場(NEM)中有8個頻率控制輔助服務市場，可以在任何特定時間採購足夠的頻率控制輔助服務(FCAS)。這些市場依據頻率控制的兩大類別詳列如下：

頻率調整(Regulation)：

• 頻率調升(Regulation Raise)：頻率調升服務用於校正頻率之小幅下降。
• 頻率調降(Regulation Lower)：頻率調降服務用於校正頻率之小幅上升。

頻率應急(Contingency)：

• 快速調升(6秒調升)：在偶發事故後，6秒反應阻止頻率大幅下降。
• 快速調降(6秒調降)：在偶發事故後，6秒反應阻止頻率大幅上升。
• 緩慢調升(60秒調升)：在頻率大幅下降後，60秒反應以穩定頻率。
• 緩慢調降(60秒調降)：在頻率大幅上升後，60秒反應以穩定頻率。
• 延遲調升(5分鐘調升)：在頻率大幅下降後，5分鐘反應以恢復頻率到正常運轉範圍。
• 延遲調降(5分鐘調降)：在頻率大幅上升後，5分鐘反應以恢復頻率到正常運轉範圍。

參與者必須在AEMO註冊才能參與各個不同的FCAS市場。一旦註冊後，服務供應商可透過AEMO的市場管理系統(MMS: Market Management Systems)提交適當的FCAS報價或投標來參與FCAS市場。

提交頻率調升服務的FCAS報價或投標，表示參與者在特定的時間範圍內能夠增加供應到系統中提高頻率的MW出力數量。

提交頻率調降服務的FCAS報價或投標，表示參與者在特定的時間範圍內能夠從系統中取得的MW數量以降低頻率。

在市場的每個交易間隔期間，國家電力市場調度引擎(NEMDE: National Electricity Market Dispatch Engine)必須從提交的FCAS投標標單中，讓8個FCAS產品有足夠的數量，以滿足FCAS MW之要求。

圖8 FCAS投標決標關係圖(左半圖)、FCAS邊際結清價格決定圖(右半圖) (資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

國家電力市場調度引擎(NEMDE)將按成本高低順序決定MW FCAS得標量。得標之最高成本將被設定為FCAS類別之邊際價格(圖4右半圖)。

在系統高載或低載期間，NEMDE為了降低市場總成本(能量+FCAS)，可能需要移動排程或半排程(scheduled or semi-scheduled)機組、躉售需量反應機組、或排程負載之能源目標(energy target)。此過程被稱為共同最佳化並且是調度演算法中固有的。

3.1頻率控制輔助服務(FCAS)市場-報價與投標

FCAS服務之報價與投標採用由啟用限制(enablement limits)及折點(breakpoints)所定義之通用FCAS梯形的方式。梯形顯示機組之特定MW出力水準、或躉售需量反應機組之特定MW負載降載水準、或排程負載(X軸)特定MW消耗水準，及可以提供之最大FCAS量(Y軸)。例如，在能源市場中，發電機組或負載之調度，在「n」MW可能被NEMDE啟用，來提供達「n」MW之相關FCAS。

圖9 通用FCAS梯形圖(資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

FCAS的報價與投標必須遵守適用於能源市場的類似投標規則：

• 報價/投標能包含10段具有非零MW可用度反應帶；
• 反應帶價格(Band prices)必須單調遞增；
• 價格必須在報價/投標適用交易日的前一天12:30設定；
• 反應帶可用度、啟用限制及折點可根據那些適用於能源市場類似之規則重新投標。

為了獲得更多的FCAS，輔助服務電廠調度與啟用限制及相對應折點之間可以在能源市場中移動。例如，如果發電機組在啟用上限與上限折點之間調度，NEMDE可能會「約束(constrain)」在能源市場中的機組，以獲得更多的FCAS，如此會讓整體成本降至最低。

上述顯示之通用梯形係經過更改以適應提供FCAS的各種技術。例如，當負載在能源市場中被完全調度時，卸載服務(load shedding)將完全可使用，並且能源調度點朝向原點移動時，可用度將直線性降至零點。此投標形狀將透過將啟用下限設置為零，且折點與啟用上限均等於負載之最大能源容量來達成。

圖10 FCAS梯形之不同服務(調升、調降) (資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

3.2 FCAS市場-結算

3.2.1付款

在市場的各個交易間隔(trading interval)，NEMDE決定8種FCAS市場之各個結清價格。然後，結算使用此價格來決定各個FCAS供應商之付款，對於8種FCAS中的各個付款，根據下列公式計算：

付款(Payment) = MWE x CP/12

上式中：

MWE：係被NEMDE啟用的服務結算之MW數量；及

CP ：係該交易間隔內之結清價格。

(附註：由於投標/報價以及結清價格被定義為美元/MW-小時(千度)，將結果除以12讓付款回到與5分鐘交易間隔一致。)

3.2.2成本回收(Recovery)

所有支付給頻率控制輔助服務供應商的款項都根據回收規則從市場參與者處回收。

圖11 FCAS之成本回收(資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

上圖中，由於頻率應急調升(contingency raise)服務的要求係設定應付系統中最大發電機組跳脫之用，因此這三種服務的所有付款都要從發電公司回收。

另一方面，由於頻率應急調降(contingency lower)服務的要求係設定應付系統中最大負載/輸電元件跳脫之用，因此這三種服務的所有付款都要從用戶回收。

頻率應急服務(contingency services)之成本回收，係根據交易間隔內的電能發電量或用電量按比例分配給參與者來回收。

頻率調整(regulation)服務付款之回收係基於「肇因者付費(Causer Pays)」方法。在此方法下，量測發電機及負載對頻率偏差之反應，係監視及使用來決定一系列肇因者付費因素。

被測實體(measured entities)以有助於校正頻率偏差的方式運轉之參與者，將被分配到低肇因者付費因子(low causer pays factor)，然而那些被測實體以導致頻率偏離方式運轉者，將被分配高肇因者付費因子。

所有非測量實體(沒有裝SCADA的用戶)則根據剩餘部分(為利用測量實體計算之肇因者)及根據他們在交易間隔內結算的用電量來分配肇因者付費因子。

對於市場的各個交易間隔，總頻率調整費用係根據這些肇因者付費因子從參與者處回收。

出於FCAS付費及回收的目的，市場係全面性進行處理。因此，為了回收之目的，參與者都被平等對待，不分區域。

四.電網控制及系統重新啟動輔助服務(NETWORK CONTROL AND SYSTEM RESTART ANCILLARY SERVICES)

4.1電網支持及控制輔助服務(NSCAS)

電網控制輔助服務可細分為三種不同之類別：

4.1.1電壓控制輔助服務

根據可靠度委員會制定的標準，AEMO必須控制電網上的電壓在規定的容忍範圍內。控制統電壓的一種方法是透過電壓控制輔助服務的調度。在這些輔助服務下，發電機組從電網吸收或輸出無效電力，從而控制當地電壓。

電壓控制輔助服務可進一步分類如下：

• Synchronous Condensor)：一種能輸出(產生)或吸收無效電力而在市場上不發電的機組(同步發電機當同步馬達運轉)。

4.1.2電網載流控制輔助服務

AEMO使用電網載流(Network Loading)輔助服務，控制互聯線(inter-connectors)上電力潮流在短期容量限制內。

例如，如果從A區到B區的互聯線上電力潮流超過短期限制值，AEMO可以透過增加B區發電機的發電量或;在B區卸載(shedding load)來減少電力潮流。

因此，可以透過使用自動發電控制(AGC)(與用在頻率調整相同技術)或卸載(Load Shedding)，來控制電網元件的電力潮流。

4.1.3暫態與震盪穩定度輔助服務(TOSAS)

當發生短路或設備故障時，可能會導致電力潮流急遽暫態「突增(spike)」。這可能會導致損壞整個電網的設備。

暫態與震盪穩定度輔助服務(TOSAS: Transient and Oscillatory Stability Ancillary Service)係控制及快速調整電網電壓、增加轉動質量的慣性或快速增加/減少連接到電力系統的負載。

TOSAS服務的一些樣例為：電力系統穩定器(PSS: Power System Stabilisers)、快速電壓調整服務(同步電容器、SVC、發電機組)、慣量支援服務(Inertia support services)等。

4.2系統重新啟動輔助服務(SRAS)

系統重新啟動輔助服務係系統發生全停或部分全停電後，重新啟動機組加壓電力系統所需之用。這可由兩種不同技術來提供：

4.3付款與成本回收(Payments and Cost Recovery)

4.3.1付款

NSCAS與SRAS都是根據AEMO(代表市場)與提供服務的參與者協議長期輔助服務合約提供給市場。這些服務是透過混合付款如下：

• 啟用付款(Enablement Payments)：僅在特定啟用服務時支付。
• 可用度付款(Availability Payments)：為服務可用的每個交易間隔支付。
• 測試付款(Testing Payments)：用於支付年度服務測試費用。
• 使用付款(Usage Payments)：在使用服務時每個交易間隔支付。

下表1摘要了電壓控制輔助服務(VCAS)及系統重新啟動服務(SRAS)的付款類型。

表1  VCAS及SRAS之付款類別(資料來源：GUIDE TO ANCILLARY SERVICES IN THE NATIONAL ELECTRICITY MARKET 2021/11/3  AEMO)

4.3.2 成本回收

NSCAS 付款費用係從市場用戶處全額回收，而 SRAS 付款則從用戶及發電公司處按 50 / 50 的比例回收。

參考資料：

The South Australian Electricity Report (SAER) South Australian Advisory Functions AEMO 2021/11

The South Australian Electricity Report (SAER) South Australian Advisory Functions AEMO 2021/10

漫談澳洲電業自由化與輔助服務(下) 2013/5/16

漫談澳洲電業自由化與輔助服務(上)」2013/5/13

按一下以存取 guide-to-ancillary-services-in-the-national-electricity-market.pdf

目錄：

I.前言

一.愛爾蘭達成2020年再生能源發電40%目標

二.目前正推動2030年實現再生能源發電70%目標

II. 「塑造愛爾蘭電力未來」技術報告摘要

一. EirGrid執行長 馬克 佛雷(Mark Foley)序言

二.執行摘要

2.1簡介

2.1.1達成再生能源的雄心目標： 一套完整的系統作法

2.1.2塑造電力未來之諮詢

2.2 範圍與目標

2.2.1 全系統作法

2.2.2 輸電電網檢討

2.2.3 調度運轉檢討

2.2.4電力市場檢討

2.3塑造愛爾蘭電力未來之藍圖

2.3.1電力未來見解

2.3.2電網工作串(Networks stream)

2.3.2.1四大重要方法

2.3.2.2共同強化

2.3.2.3發電導向方法

2.3.2.4開發者導向方法

2.3.2.5技術導向方法

2.3.2.6需求導向方法

2.3.3調度運轉工作串(Operations stream)

2.3.4市場工作串(Markets stream)

2.3.5 藍圖(Roadmaps)

III.後語

參考資料：

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I.前言

一.愛爾蘭達成2020年再生能源發電40%目標

孤立於歐洲大陸西北海岸外的愛爾蘭島上之愛爾蘭輸電調度中心(EirGrid TSO)轄下電力系統，2020年各類燃料發電配比(%)中的再生能源佔比高達42.1%(圖1及圖2)，達成了「歐盟2009/9/28指令(Directive 2009/28/EC)」，要求愛爾蘭 2020年實現使用40％再生能源發電之目標。

同時，EirGrid為了達成此2020 RES-E 40%目標，2011年制定了「提供安全永續電力系統(DS3: Delivering a Secure Sustainable Electricity System)」計畫，將系統非同步穿透率(SNSP: System Non-Synchnorous Penetration %)從50%提升到65%占比，也達成了要求目標，這項突破性的成就，愛爾蘭成為世界上第一個達成如此高SNSP水準的國家。此外，2030年更期望達成95%+的目標，今(2021)年初EirGrid開始練習從65%提高5%至70%之試運轉(圖3)。

圖1  2020年愛爾蘭各類燃料發電配比(%)(資料來源： Fuel Mix 2020 –System and Renewable Reports; EirGrid Group 網站)

圖2  2014-2020年愛爾蘭再生能源發電量佔系統用電量之百分比(%)曲線(資料來源：System and Renewable Data Summary Report EirGrid Group 網站)

圖3  2020年2月10日-22日愛爾蘭全島(愛爾蘭及北愛爾蘭)系統非同步穿透(SNSP)率(%)曲線 (資料來源： System Data Qtr Hourly 2020 2021: EirGrid Group 網站)

二.目前正推動2030年實現再生能源發電70%目標

根據愛爾蘭最新的2021-2030年國家能源及氣候計畫(NECP: National Energy and Climate Plan)，也就是2020年大選後6月執政的新政府(共和黨)訂定了從2021年到2030年溫室排放氣體每年平均減量7%的雄心目標。再依氣候行動計畫支持所發展的新再生能源支持方式(RESS: Renewable Electricity Support Scheme)承諾達成2030年愛爾蘭電力70%來自再生能源的雄心目標(RES-E目標)。EirGrid為了實現此70% RES-E的雄心目標，跟前一階段2011-2020年達成RES-E 40%目標一樣作法，擬定了包括四大方法之藍圖草案之技術報告，EirGrid與愛爾蘭環境氣候與通訊部長艾蒙 雷陽(Eamon Ryan TD)於2021/3/8發起稱謂為「塑造愛爾蘭電力未來(Shaping Our Electricity Future)」的公開諮詢活動，另設有新資訊網站(consult.eirgrid.ie)供大家提供資訊意見，到6月底截止，並預定於2021年秋季公布正式計畫報告。

茲將提供愛爾蘭全民提供諮詢意見的塑造愛爾蘭電力未來技術報告摘要摘譯如下跟大家分享：

II. 「塑造愛爾蘭電力未來」技術報告摘要

一. EirGrid執行長 馬克 佛雷(Mark Foley)序言

愛爾蘭輸電調度中心(EirGrid)在與政府、管制機構、業界利益相關者及用戶諮商後，將於2021年秋季公布首份「塑造我們的(愛爾蘭)電力未來 (Shaping our electricity future) 藍圖」。這對愛爾蘭的業界、社會與經濟兩者來說都是一個分水嶺事件。所擬議的能源轉型，係愛爾蘭因應氣候崩潰之基石。

本藍圖之目的係給政府、管制機構、業界利益相關者及用戶提供建議與指南，以最佳途徑完成EirGrid一個基於再生能源之電力系統的最終雄心目標，同時維持負擔得起、安全與可靠的電力系統。

至關重要的是，此藍圖將幫助EirGrid確認實現這一雄心壯志的下一階段所需之重要舉措，亦即到2030年達成70%再生能源目標。本諮詢報告係藍圖的前傳，以及尋求提供與業界利益相關者諮詢過程訊息。EirGrid正在請求對所有議題包括但不限於規劃情境、主要驅動因素、風險及敏感度之回饋。從這次諮詢中所收到的回饋，將有助於微調，用來發展最終塑造愛爾蘭電力未來藍圖之規劃情境。

本報告的公布觸發了為期10年解決我們業界排放與支援其他類似電熱與運輸行業之開啟。

這將是EirGrid承擔工作之最大體系。就其對用戶與社會之長程影響而言，結果將與農村電化相匹配。在政府與管制機構的支持下，並與EirGrid的業界夥伴、利益相關者與用戶合作，EirGrid能夠在2020年期間達成平均40%再生能源的目標。再接再厲，此藍圖將能夠讓業界2030年達成70%再生能源的雄心目標。

達成這一目標需要一套完整的系統作法-電力系統之所有領域，包括電力市場、電網規劃及系統調度運轉，都需要進行評估以適應目的，並在必要時加以加強。EirGrid將傾聽且與政府、管制機構、業界利益相關者及用戶攜手合作，以實現再生能源的雄心目標，同時維持一個負擔得起、安全、可靠與持續的電力系統。

二.執行摘要

2.1簡介

愛爾蘭電網集團(EirGrid Group)在愛爾蘭(島)調度運轉與開發電力系統(涵蓋愛爾蘭及英國的北愛爾蘭)。2020-25年的策略受到氣候變遷與低碳再生能源轉型之影響。氣候變遷的背景是眾所周知的，而且超出科學的懷疑。現在僅有的問題是我們做為社會的一份子，能夠以多快的速度作出應變以限制損害，從而為今世與後代保護我們的星球。

低碳及再生能源的轉型將產生廣泛的後果。電力如何生產及如何買賣將有重大變化。電力如何使用，諸如用於交通及電熱，也將發生重大變化。電力系統將承載比從前更多的電力，其中大部分來自再生能源。煤炭、泥煤及石油發電將在未來十年逐步淘汰。這些變化需要以協調及成本效益的方式進行管理。

EirGrid 五年策略的重點是與利益相關者及EirGrid的主要夥伴共同努力，轉變愛爾蘭的電力系統與電力批發市場，能夠2030年至少70%的電力供應來自再生能源【以下簡稱「再生能源雄心(the Renewable Ambition)」】目標。自該策略啟動以來，70%再生能源-電力(RES-E)目標已成為國家作為愛爾蘭的2021-2030年國家能源及氣候計畫(NECP: National Energy and Climate Plan)一部分之法定義務，那是愛爾蘭目前對歐盟清潔能源包裹法案的承諾。

電力可以從像風力及太陽能等清潔再生能源(RES)來產生。為達成再生能源雄心目標，再生能源將越來越多地取代化石燃料為基礎的電源，諸如天然氣、煤炭及石油等。電力也將用作替代能源，來支持運輸及暖氣等其他行業，以協助他們達成減排之目標。

為此準備，電網必須更加強壯及彈性。它將需要輸送更多電力，其中大部分來自清潔的RES。這一變化將需要投資電網基礎建設，諸如升級既有電網及新設的地下電纜、鐵塔及變電所。

此轉型將是複雜的，因此需要廣泛的利益相關者參與，以及對電力市場、電網基礎設施規劃與完成、及電力系統調度運轉之深入評估。這些評估將尋求確認需要進行那些更改才能達成再生能源雄心目標，同時維持可靠電力系統及提供最經濟與可完成的解決方案。

用戶係EirGrid的主要利益相關者，EirGrid絕不能忽視它們對安全、可靠及經濟的供電要求。為用戶提供更清潔、更有效率及安全之供電是本計畫非常非常的核心。這就是為什麼EirGrid在制定計畫時尋求用戶的觀點與意見，共同來塑造愛爾蘭電力未來。

2.1.1達成再生能源的雄心目標： 一套完整的系統作法

EirGrid的電網分析已經指認出愛爾蘭主要輸電網路，將要求無論採用任何電網發展作法予以補強。現在需要透過EirGrid的電網開發架構適當的推動這些補強，以達成再生能源雄心目標。此外，EirGrid將尋求最大化使用既有電力網路基礎設施、應用成熟的技術、並最佳化RES與負載連接線路之輸導。

橫跨輸電網路、系統調度及電力市場所有三方面，EirGrid都需要與愛爾蘭配電公司(ESB Networks)同事密切合作。針對輸配電網路所面臨的挑戰，EirGrid需要開發整套系統解決方案。

至今EirGrid透過四種電網方式的模擬及模型，以及對電力市場運轉及系統調度的共同詳細檢討，顯示再生能源雄心目標可以達成，同時在全球最高水準的風力發電佔比下可維持電網的穩定度。轉型的規模具有挑戰性，若要達成再生能源雄心目標，就需要徹底改革當前的電網規劃與輸送、電力系統調度及電力市場。

愛爾蘭在再生能源(RES)整合方面處於世界領先地位。為了達成再生能源雄心目標，EirGrid必須進一步演進EirGrid經過驗證的的電力調度運轉之實務，以便到2030年以接近100%系統非同步電源佔比(SNSP: System Non-Synchronous Penetration)運轉。強化目前之運轉政策、電力市場規則、以及來自管制機構及政府機構的支持，讓EirGrid能夠及時有效地方式讓系統上線並運轉適當的電源。

2.1.2塑造電力未來之諮詢

本諮詢報告臚列了一系列可靠的作法及選項，來達成再生能源雄心目標。EirGrid正在徵求各方對達成再生能源雄心目標之最佳藍圖應該包括那些內容回饋。EirGrid正在尋求最佳電網投資、電力市場改革及系統調度運轉變革，以達成再生能源雄心目標，同時維持供電可靠度及降低用戶整體成本。

EirGrid 特別希望各方對電力市場、電網及系統調度運轉之分析、資料及所執行檢討之結果，提供回饋意見。將使用此回饋來幫助驗證EirGrid的情境機制模型及更新假設、驅動因素及風險。修訂後的模型將用於制定最終塑造愛爾蘭電力未來之藍圖、概述再生能源雄心目標的最佳完成之步驟。公布最終藍圖的目標日期為2021年秋季。

EirGrid希望聽取來自全國各地的廣泛人士、團體及業界的意見。這對本計畫(倡議)的成功至關重要，此計畫的核心是到2030年為用戶提供清潔、負擔得起、高效率及安全的電力供應。這是「我們的」電力未來、你們的電網、你們的配電系統、你們的電力供應。幫助EirGrid塑造它，我們能夠一起為後代子孫提供改造後的電力系統。

2.2 範圍與目標

「塑造愛爾蘭的電力未來」倡議之主要目標，係勾勒出未來10年內有序轉型到再生能源雄心的目標。在跟政府、管制機構及利益相關者諮詢協商後，EirGrid將橫跨在整個電力系統中使用基於情境的分析，指認出一項最經濟與可靠方式來達成再生能源雄心目標之最佳藍圖。

鑒於到2030年的規劃最終時程相對較短，塑造愛爾蘭的電力未來必須提供可完成、經濟可行、動態及透明的藍圖，以維持用戶的負擔能力及提供系統可靠度，同時達成再生能源雄心目標。

本分析係到2030年達成至少70%再生能源(RES-E)。 然而，在2030年以後電力系統的演變，係也暗中考慮了實現歐盟到2050年炭中和的雄心目標，這一雄心目標反映在愛爾蘭政府的計劃中。

2.2.1 全系統作法

「塑造愛爾蘭的電力未來」倡議之參數係電力系統的主要組成部分。EirGrid利用全系統展望來進行全面的分析。它不僅考慮了再生能源雄心目標及老舊、效率較差的火力機組除役，而且還考慮未來的電網強化、需求面資源的重要佈署、及迎合高需求/低再生能源發電情境。它還考慮了與暖氣及運輸等其他業界的相互關係。

它確認了輸電與配電電網兩者之間協同作用的相互關係及重要性。它也考慮了能夠改進裝置資產的性能但在愛爾蘭電網不常用之既有技術。它包括陸上與離岸風力、太陽能、儲能技術、高壓直流(HVDC)及系統(輔助)服務的擴展。它確保精確地表示輸配電電網的物理限制與約束，以及電力系統之技術限制。

發掘運轉愛爾蘭全島電力系統相關的挑戰，包括運轉政策及工具所需的改變、以及維持非常高變動性再生能源占比之穩定與可靠電力系統的新技術能力。電力市場在再生能源雄心目標的背景下進行檢討，重點是改革包括能量、容量、費率及系統服務之單一或許多市場組成成分相關的總市場成本。

電力系統複雜，包括提供電能與系統服務之發電、輸送遠距電力之高電壓輸電基礎設施、連接工業與商業及住宅場所的配電基礎設施、與歐洲整合的躉售電力市場、積極能源公民參與、及相關管制及政策組成部分。

圖4  三大工作串(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

為了最優達成再生能源雄心目標，塑造愛爾蘭電力未來倡議正在考慮這些相互關連組成成分的整體影響，為用戶長期利益，提出一項經濟可行的計畫，來維護電力系統可靠度。為了通報此次諮詢，EirGrid對目前的市場運轉、系統調度運轉、及電網基礎設施進行了詳細檢討。這些檢討範圍、方法及主要見解將包含在本報告主文中。

來自各個檢討的見解及從本次諮詢的回饋共同將作為最終塑造愛爾蘭電力未來藍圖之輸入。

此藍圖反映了EirGrid確認可行強化措施在經濟上滿足再生能源雄心目標的責任，以及告知市場參與者、投資者、政策決策者及用戶有關投資機會及擬議市場與運轉變化之更廣泛義務。

塑造愛爾蘭電力未來藍圖將確認投資機會、電力市場改革及增強調度運轉程序，能夠減少總資源成本並突出那些達成再生能源雄心目標所需目標性輸電投資。圖5顯示了支持EirGrid的輸電電網、系統調度運轉、及電力市場檢討之遵循程序。

圖5 塑造愛爾蘭電力未來之程序圖 (資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.2.2 輸電電網檢討

四種不同的方法已經開發來評估如何發展愛爾蘭的輸電電網，以便支持到2030年電力需求、發電及互聯方面的預計變化。這些方法描述了在管理電力需求成長的同時，整合了新再生能源(RES)數量所需的強化措施。這四種方法是：

• 發電導向的方法，
• 開發者導向的方法，
• 技術導向的方法，及
• 需求導向的方法。

各種方法中，應用一個主要原則是，在新的電網基礎建設中減少所需之投資。然而，各種方法的特點是需要大量的電網強化來達成再生能源雄心目標。透過比較各種方法所需的輸電強化之規模及數量，可以確認所有方法共有之強化項目，及考慮達成再生能源雄心目標的最佳電網發展可能是什麼。所描述的四種方法並不相互排斥，因此最佳電網發展方法很可能是這些方法的混合。

2.2.3 調度運轉檢討

EirGrid的「提供安全永續電力系統(DS3: Delivering a Secure Sustainable Electricity System)計畫」，已經讓愛爾蘭全島電力系統能夠以全球領先系統非同步占比(SNSP) 的水準下運轉。

SNSP的度量，是衡量具有高佔比變動性非同步再生能源之電力系統安全、可靠及高效率運轉能力的有用指標。SNSP係來自非同步電源，諸如風力及太陽能發電，其發電量佔系統負載的百分比之即時量測。

在過去十年中，允許的SNSP水準已經從50%增加到65%。2021年1月，SNSP允許值近一步提高到70%。計畫在今年晚些時候進行75%允許值進一步試驗。

為了實現2030年再生能源雄心目標，系統有必要適應更高的變動性非同步再生能源佔比，諸如離岸風力、陸上風力、及太陽能，同時維持棄電水準到最低，並保持系統的可靠度。

各類發電組合的變化，帶來了獨特技術上及運轉上挑戰，需要對目前用在電力

系統調度運轉工具及程序進行徹底改革。這些挑戰將透過四個支柱來解決，每

個支柱包含幾個工作串。

各個支柱概述如下：

• 運轉政策及工具(Operational policies and tools)：

目標係繼續演進EirGrid的運轉政策、實務、及工具，來讓電力系統在更高SNSP水準下持續安全、可靠地運轉。

• 技術支持(Technology enablement)：

目的係移除進入壁壘，促進電力系統新技術及創新的開發與整合。

• 標準及系統服務(Standards and services)

目標係改革諸如電網法規之運轉標準，以及演進商業架構以識別與重視所需的系統(輔助)服務並引入所需新服務。

• 輸電、配電調度中心合作(TSO-DSO collaboration)

由於預計未來有如此多的發電與系統服務商將連接到配電系統，EirGrid(TSO)將需要與配電調度中心(DSO: Distribution System Operator)夥伴合作，以確保滿足配電與輸電系統兩者之需求、及用戶的最終需求。

2.2.4電力市場檢討

目前的電力市場結構旨在促進電力交易所的電力及系統服務交易，並向以化石燃料為主的發電團隊提供投資信號。

市場檢討尋求考慮如何最優演進能量、容量、系統服務、再生能源支持、及費率之電力市場結構，以適應高水準再生能源佔比，同時維持電力系統的可靠度。市場檢討考慮：

• 英國退歐的影響，
• 重新設計未來之安排，以滿足高達100% SNSP的需求，
• 容量市場合約需要改變以改進市場紀律，
• 改變容量市場模型以解決對傳統電廠的偏見，
• 再生能源支持方案的設計，
• 供應過剩潛在問題的管理，以及
• 需求端資源在提供系統服務的角色。

2.3塑造愛爾蘭電力未來之藍圖

2.3.1電力未來見解

綜合輸電電網、系統調度運轉及電力市場檢討的結果，提供了以下見解：

• 有足夠的規劃再生能源容量來滿足再生能源雄心目標。

截至公布之日為止，在發展管線(pipeline)中的許多再生能源計畫提示，在各個開發階段計劃的容量超過了滿足再生能源雄心目標所需容量。透過分析支持不同發展方法所需的電網投資水準，提供深入了解最佳、成本最低及可完成的電網發展方法。

• 必須興建額外的電網容量才能達成再生能源雄心目標。

對於作為本項工作一部分的每一種不同電網方法研究，EirGrid已經指認了大量所需的電網強化，以支持完成再生雄心的目標。興建電網基礎設施係很複雜的工程，從規劃到加壓送電可能需要很多年來完成。

• 在所分析的電網方法中有許多共同的強化項目。

為了實現再生雄心目標，它們需要通過 EirGrid 的電網開發架構來推進。塑造愛爾蘭電力未來的電網分析本質上是策略性的-每個計劃的需求都將根據各自情況進行詳細評估，以決定最佳的前進路徑。電網開發架構的核心是與業界、法定機構及公眾的互動。此過程將與本次諮詢磋商同時開始。

• 最大化利用既有電網是實現再生目標的關鍵。

最佳化目前基礎設施的使用，有助於限制實現再生能源雄心目標所需的電網強化的規模及數量。應用諸如有效電力潮流控制器等技術可以幫助管理電網壅塞並最大化既有電網容量。這種方法還有助於緩解與興建新架空線或地下電纜相關的挑戰，諸如社會接受度及關鍵基礎設施的長期停電。

• 電網強化的規模對新再生能源的位置很敏感。

連接大量遠距 RES 將需要增加對網絡基礎設施的投資，以便將 RES 輸送到負載中心。這將增加滿足再生雄心目標所需的電網強化數量。將離岸風力發電連接到靠近主要負載中心的地方，可以減少達成再生能源雄心目標所需的電網強化。

• 愛爾蘭電網壅塞地區大型能源用戶的持續連接，對再生能源雄心目標的達成陳現了挑戰。

到 2030 年，愛爾蘭全島總電力需求可能增加多達37%。EirGrid的研究顯示，透過連接新的大型能源用戶到電網不太壅塞的地區，所需的電網強化規模與數量都會減少。這種方法係透過限制因電網壅塞導致RES的調降，來幫助增加 RES 的輸出。

• 未來的電力系統運轉使用較少的傳統同步發電機，在技術上具有挑戰性。

根據計劃顯示，大規模整合變動性非同步再生能源是前所未有的，將帶來若干技術與運轉的挑戰，將需要對其進行管理，以確保電力系統的持續安全、安心與可靠運轉。

• 系統服務將在管理電力系統韌度方面扮演關鍵角色。

系統(輔助)服務已經是2020年達成40%再生能源目標的關鍵。需要新的系統服務能力來解決到2030年瞬時再生能源水準增加到接近100%所帶來的技術上及運轉上挑戰。 連接到配電電網及TSO與DSO之間合作夥伴關係的服務提供商，需要幫助將需求面彈性的全部潛力釋放給電力用戶。需要制定需求面管理策略，來提高需求面資源在能量、容量及系統服務市場的參與度。

• 在中短期內，愛爾蘭的系統裕度地位將具有非常挑戰性。

這是由退出(除役)市場的發電容量（約佔投資組合的20%）及用電需求增加所導致的。過去12個月的許多因素也加劇了系統裕度(system adequacy，亦即備用容量)的狀況。除了最近的容量拍賣之外，從現在到2023年冬季及2024年冬季，將需要大量新發電容量，以確保EirGrid有足夠的發電容量來滿足EirGrid的的用電需求。

• 在 沒有RES可用的情況下，需要新的清潔可調度發電來滿足電力需求。

燃氣發電有望在這裡發揮關鍵作用，取代除役的傳統電廠，並提供所需的多日容量，來確保在高用電需求、低風力與低太陽能出力期間的電力供應安全。市場設計需要吸引此乾淨可調度的發電。也應考慮任何新燃綠色氫氣發電之準備。

• 市場需要更加符合愛爾蘭與北愛爾蘭的長期再生能源政策目標。

這對確保第三方開發商的投資，有適當目標地以用戶負擔得起的成本，解決由此產生的全愛爾蘭島電力系統挑戰，至關重要。這必須與實施繼續發展的英國與歐盟政策同時完成。

2.3.2電網工作串(Networks stream)

2.3.2.1四大重要方法

反映重要未來的範圍，四種方法作為電網工作串的一部分予以探討。

圖6  電網發展四大方法(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

EirGrid的期望，在等待公開諮詢回饋的情況下，最終的方法將是這四種方法之混合。 它們總結說明如下表表 1 ：

表1   電網發展之說明(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.3.2.2共同強化

根據四種方法之分析，指認了所有方法中的一些共同強化項目。

現在將使用電網發展過程的架構，在個別的基礎上更詳細地評估這些強化項目中的每一項。 這些架構的核心是與業界、法定機構及公眾的互動。有關共同強化的摘要詳如表2：

表2  共同強化項目摘要表(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.3.2.3發電導向方法

在以發電導向的方法下，政府政策可以決定新再生能源的最佳位置。高階方法是評估新的再生能源引接線路，以及指定靠近主要負載或成長中心的電源分配為更高優先等級。目標是盡量減少對新輸電基礎設施的投資需求。

發電導向的方法支持愛爾蘭達成再生能源雄心目標。此法的效果是到2030年實現再生能源雄心目標所需的陸上發電量減少。 發電導向方法假設離岸輸電線路達成政策目標[450萬瓩(4.5GW)]，及需要的額外陸上再生能源（風力與太陽能）小於100萬瓩(1GW)。

根據此發電組合，估計除了共同強化外，還需要24項強化才能滿足再生能源雄心目標。

有關發電導向方法下所需的強化細目詳如下表表3：

表3  發電導向強化項目摘要表(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

圖7  發電導向方法所需新增線路(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.3.2.4開發者導向方法

開發者導向方法利用現狀類型的情境，新的再生能源連接到開發商提議的位置之電網。高階方法假設開發商可選位於電網上的任何地方，並且將建立網絡強化項目以適應將電力輸送到負載中心。此目標係允許市場獎勵新再生能源，並根據需要加強電網來最佳化電力潮流。這與目前的電網連接程序一致，通常在十年期程內添加較小量的容量到電力系統。這種方法暗示離岸風力連接延遲[到2030年僅實現約180萬瓩(1.8GW)]，及對陸上風力與太陽能的依賴增加。

開發者導向方法預測需要180萬瓩(1.8GW)的新離岸風力電源、200萬瓩(2GW) 的太陽能光伏(PV)及400萬瓩(4GW)的新陸上風力電源。根據此發電組合，估計除了共同加強項目外，還需要 63 項強化，才能滿足再生能源雄心目標。

此一數量的強化不可能在10年內完成，而開發者導向方法本身也不會在2030年之前實現再生雄心目標。

有關開發者導向方法下所需的強化細目詳如下表表4：

表4  開發者導向強化項目摘要表(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

圖8 開發者導向方法所需新增線路(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.3.2.5技術導向方法

技術導向方法旨在利用不常部署在電網上的成熟技術。其目標是評估它們以成本效益及可靠的方式，為2030年再生能源雄心目標做出貢獻的可行性。發電組合採用開發商導向方法，亦即風力連接延遲[到2030年僅實現約180萬瓩(1.8GW)]，及對陸上風力與太陽能的依賴增加。高階方法是假設使用地下高壓直流(HVDC)電纜及有效電力潮流控制技術。目標是裝置這些技術，將清潔電力從西部移轉到東部，同時減少對既有電網的干擾。 HVDC 互聯線旨在將電網偏遠的再生能源轉移到主要城市中心。它們係「非嵌入」在交流電網中，這意味著如果 HVDC 互聯線上出現偶發事件，電源會跳脫/回退(run back)，而不是將其轉移到更廣泛的網格狀交流電網上的其他附近輸電線路上。

地下高壓直流輸電計畫的缺點是處理起來往往成本高昂且複雜。技術導向方法預測需要180萬瓩(1.8GW)新離岸風力、250萬瓩(2.5GW)太陽能、及新陸上風力400萬瓩(4GW)。

根據此發電組合，估計除了共同強化項目外，還需要32項強化才能滿足再生能源雄心目標。有關技術導向方法下所需的強化細目詳如下表表5：

表5  技術導向強化項目摘要表(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

圖9  技術導向方法所需新增線路(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.3.2.6需求導向方法

在需求導向方法下，政府政策可能會決定愛爾蘭新的大規模用電負載的最佳位置。反映在都柏林地區有大量新的大型能源用戶之大型輸電電網計畫之事實，需求導向方法著眼於將用電需求轉移到愛爾蘭的其他地區。發電組合採用開發者導向方法，亦即離岸風力連接延遲[到2030年僅完成約180萬瓩(1.8GW)]，及對陸上風力與太陽能的依賴增加。

目標是透過將計劃中的大型用電負載從負載中心移開，從而減少對新輸電基礎設施的投資需求，使它們更靠近在西部及南部的再生能源-清潔電源。此方法的結果是，到 2030 年達成再生能源雄心目標，需要在西海岸減少離岸發電量及增加陸上電源。

需求導向方法預測需要180萬瓩(1.8GW)的新離岸風力電源、200萬瓩(2GW) 的太陽能光伏(PV)及400萬瓩(4GW)的新陸上風力電源。

根據此發電組合，估計除了共同強化外，還需要27項強化項目才能滿足可再生能源雄心目標。有需求導向方法下所需的強化細目詳如下表表6：

表6  需求導向強化項目摘要表(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

圖10  需求導向方法所需新增線路(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.3.3調度運轉工作串(Operations stream)

為了達成再生能源雄心目標，有必要在電力系統中適應前所未有的再生能源高佔比水準，及同時保持電力供應安全。這將需要電力系統調度運轉的重大進化，以及 EirGrid 應處理獨特挑戰，讓它不會未來幾年在大型電力系統中出現。

至2030年，EirGrid計劃以高達95%的SNSP水準運轉、降低系統慣性量底線、實施每秒1Hz(1Hz/s)的安全頻率變化率(RoCoF)限制（目前正在進行試運轉）、並且大大減少了大型同步機組的最小數量要求(目前的要求是保持全島並聯8部大型傳統同步機組）。

這些運轉變化將有助於降低系統所需傳統同步發電機組的最低水準。使用相對於今天更少數目同步發電機組來運轉未來的電力系統，連同變動性非同步再生能源的大規模整合，將帶來一些技術上及運轉上的挑戰，其規模迄今為止其他國家電力系統都沒有經歷過.

這些技術挑戰將驅動重大加強EirGrid系統運轉能力的需求。EirGrid的檢討結果認為需要一個全島強化工作計劃，來加強EirGrid到2030年的系統運轉能力。支持2030年運轉途徑計劃的四個關鍵支柱如下：

• 標準及服務，
  • 運轉政策及工具，
  • 技術支持，以及
  • TSO-DSO。

這項必不可少的工作將在EirGrid發展電力未來的同時保持電力繼續流動，在此工作之中的關鍵里程碑將完成支持再生能源雄心目標。

圖11  通往2030年之途徑圖(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

2.3.4市場工作串(Markets stream)

EirGrid認為，功能運作良好的市場對達成再生能源雄心目標並對用戶在合理的成本至關重要。原則上，提供滿足再生能源雄心目標所需的發電及需量降低資源的財務機制並不直接重要。在實踐中，如今此類資源的主要提供方式是透過一系列市場機制-能量及容量市場以及為提供各種系統服務而精心設計的各種競價拍賣。一般而言，這些市場機制被認為比其他替代方案，例如集中計劃的解決方案，更可取，因為市場機制可以提供更大的多元性、促進創新並允許業者與市場動態，來選擇最具成本效益的結果。

然而，如果市場設計不符合運轉要求，這可能導致市場結果與實際要求不符，並增加 TSO 干預以確保電力供應安全，同時增加用戶的成本。EirGrid的觀點是，應對2030 年目標（及以後）過渡的技術及運轉上挑戰之主要機制，透過使用既有的市場機制（能量、容量及系統服務）認知將需要對市場安排方式進行重大修改。EirGrid還認為，EirGrid需要確保檢討及開發關鍵推動因素，以確保消除市場及運轉變更所需之潛在障礙。

EirGrid對電力市場的檢討，已經指認了EirGrid認為是實現有凝聚力的市場設計變更，及確保與運轉要求保持一致的關鍵推動因素。關鍵推動因素如下：

• 彈性電網方法所導向之投資組合安排，
• 需求面，以及
• 加強市場系統及溝通平台。

透過考慮關鍵推動因素，EirGrid制定了電力市場藍圖草案，該草案反映了確保執行所需市場設計變更以支持再生能源雄心目標所需的行動。

2.3.5 藍圖(Roadmaps)

EirGrid輸電電網、系統調度運轉及電力市場的檢討結果，提供了2030年達成再生能源雄心目標，並以實現電力用戶最低成本，同時確保安全、安心及可靠的電力輸電電網所需措施之初步評估。

藍圖草案概述了實現再生能源雄心目標所需的一些電網強化、能源市場加強及系統調度運轉里程碑。EirGrid現在正在尋求對藍圖草案的回饋，作為塑造愛爾蘭電力未來諮詢的一部分。收到的回饋將用於制定最終藍圖，EirGrid將於2021 年秋季公布。

EirGrid 推出了一個新的諮詢入口網頁，讓大家可以更輕鬆地提供回饋。大家可以造訪諮詢入口網頁：consulting.eirgrid.ie 在這裡大家可以接收到有關該計畫的更多訊息、填寫普查或提交詳細訊息。

圖12  通往2030年之藍圖草案(資料來源：Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary)

III.後語

愛爾蘭電力系統跟台電系統相同都是孤島獨立系統，但愛爾蘭去(2020)年的再生能源發電占比高達42.1%，系統運轉時最高系統非同步穿透率(占比)也高達65%，今年正在往75%試驗運轉中，2030年預計達成95%+(將近100%)的目標以及RES-E 70%之目標，領先全球。EirGrid為了達成此艱難的目標，預先擬好策略及技術報告草案公開諮詢全民意見，也就是「塑造愛爾蘭電力未來」公開諮詢活動，最後將回饋資訊意見納入作成最終計畫，才正式推動達成2030年RES-E 70%目標。這種公開諮詢達成全民共識不會被人民懷疑黑箱作業的作法，值得我們效法。它們如何做到？尤其調度運轉方面，從前一階段(2011-2020)的DS-3計畫，到現階段(2021-2030)的「通往2030年途徑(Operational pathways to 2030)」計畫，其中領先全球先進創新輔助服務、系統規劃、電網法規與試場規則修訂、及實務經驗與克服方法之更精進做法，值得同是孤島台灣正在推動的再生能源發電的參考。我們拭目以待年底EirGrid「塑造愛爾蘭電力未來」公布的正式技術報告。

參考資料：

Fuel Mix 2020 –System and Renewable Reports; EirGrid Group 網站

DS3: Delivering a Secure Sustainable Electricity System

System and Renewable Data Summary Report EirGrid Group 網站

System Data Qtr Hourly 2020 2021: EirGrid Group 網站

https://www.gov.ie/en/publication/0015c-irelands-national-energy-climate-plan-2021-2030/

https://www.eirgridgroup.com/the-grid/shaping-our-electricity-f/

Shaping Our Electricity Future – Technical Report

Shaping Our Electricity Future – Technical Report Executive Summary

Shaping Our Electricity Future – Plain English Consultation Report

https://www.esbnetworks.ie/new-connections/generator-connections-group/generator-statistics

從燃料別日發電曲線一窺歐美再生能源高占比國家調度實務

目錄：

一.前言

二. 2021/9/23美國聯邦能源管制委員會新聞稿內容

三. 2021年2月美國寒冷天氣停電事故初步調查結果及建議(電網運轉)報告簡

報

3.1 簡報序言

3.2 簡報內容

三.後語

參考資料

.

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一.前言

今(2021)年至今歐美所發生兩大電力系統事故，2021/1/8歐盟歐洲大陸同步地區系統分裂事故及2021/2/15-20美國德州與中西部地區冷凍天氣大停電事故，前者的最終調查報告與改善建議於2021/7/15公布了，後者則於上周三(2021/9/23)才由FERC/NERC公布其初步調查報告與改善建議，最終報告將於年底公布，至於德州當局的調查報告尚未見報。

茲將美國管制電業及電力可靠度之機構(FERC/NERC)所主導的初步調查結果與建議簡報及FERC的新聞稿概述如後，跟大家分享。

二. 2021/9/23美國聯邦能源管制委員會新聞稿內容

美國電業及天然氣業需要加強它們的過冬及寒冷天氣準備與協調工作，以防止2021年2月天氣冰凍期間在德州及美國中西部地區所發生之前所未有數百萬人民無電可用的2021/2大停電事故再度爆發。

這是由聯邦能源管制委員會(FERC: Federal Energy Regulatory Commission)與北美電力可靠度公司(NERC: North American Electric Reliability Corporation)及NERC區域可靠度機構所組成聯合調查小組，在今(2021/9/23)天FERC會議上提出的初步評估報告。該報告檢討了在天氣冰凍期間發生的事故，並概述了一系列的建議，包括強制性電力可靠度標準，以防止事故再次發生。

FERC主席理奇 格列克(Rich Glick)說：「這給我們所有人敲響了警鐘。2011年德州經歷過極端寒冷天氣大停電，事後也有過類似的調查，但那些建議並未落實，我們不允許這種情況再度發生。此次，我們必須嚴肅認真對待這些建議，果斷採取行動，以確保下次極端天氣來襲時，幹線電力系統不會失靈。我不能，也不會讓這成為除了放在書架上收集灰塵外，別無他用的另一份報告。」。

NERC的總經理兼執行長吉姆 羅伯(Jim Robb)表示：「這些初步調查結果提供清晰、全方位深入了解在2月冷凍天氣期間電網所發生的情況，以及我們的聯合建議為下一步需要採取的措施提供了藍圖，以防止事故重複發生。我們橫跨電業與天然氣業兩者協調努力，將提供前進的道路。FERC及NERC承諾共同努力實現此一目標。」

2月份的冰凍天氣導致6,180萬瓩(61,800MW)發電容量喪失，因為1,045部發電機組遭遇了4,124次停機、降載或啟動失敗事故。冰凍天氣也嚴重減少了天然氣產量，其中德州、奧克拉荷馬州及路易斯安那州的影響最大，日產量下降到估計每天200億立方英尺。與2月1日至5日的平均產量相比，足足減少了50%以上。

今(9/23)天的評估指出，發電機組元件冷凍及燃料問題係發電機停機、降載或啟動失敗事故的兩大主要原因。初步報告中確認的原因影響了所有類型的發電機組。在受影響的1,045部發電機組中，57%是主要面臨燃料供應挑戰的燃氣機組。

初步報告提出9項主要建議，包括對強制性可靠度標準的修改，這些標準建立在2019年對先前寒冷天氣事故，進行聯合調查後制定並於最近批准的標準之基礎上。其中包括：

• 要求發電公司修改指認及保護寒冷天氣關鍵性元件；
• 根據極端溫度及天氣資料，新建或改造既有機組，能夠在特定環境溫度及天氣情況下正常運轉；
• 在過冬計畫(winterization plans)中考慮風與降雪的影響；
• 針對曾遭遇與冷凍相關停機事故的發電公司之改善措施計畫；及
• 確保電力調度中心了解發電機組的運轉限制，以便該中心能夠計畫緩解措施。

初步報告還建議向發電公司提供補償及回收建造或改造機組在特定溫度下運轉的成本之機會，並且國會、州立法機構及管制機構要求天然氣設施準備及遵循寒冷天氣準備計畫。

FERC、NERC及其區域可靠度機構將在今(2021)年11月公布其最終報告。

三. 2021年2月美國寒冷天氣停電事故電網運轉：初步調查結果及建議報告簡報

3.1 簡報序言

能源部電力可靠度與強制執行辦公室(Offices of Electric Reliability and Enforcement)及北美可靠度公司(NERC: North American Electric Reliability Corporation )的工作人員很高興介紹FERC/NERC/區域可靠度機構聯合調查小組對2021年2月德州電力調度中心(ERCOT: Electric Reliability Council of Texas )、美國中部大陸電力調度中心(MISO: Midcontinent Independent System Operator, Inc.)、及西南電力池(SPP: Southwest Power Pool, Inc.)轄區所發生寒冷天氣停電事故的初步調查結果及建議。最終調查結果及建議將包含在預計於今(2021)年冬天公布的完整報告中。

調查小組成員來自FERC的電力可靠度辦公室(OER)、強制執行辦公室(OE)、能源計畫辦公室(OEP)、能源政策創新辦公室(OEPI)、能源市場管制辦公室(OEMR)、能源基礎建設安全辦公室(OEIS)、及法律顧問辦公室(OGC)，以及NERC與其所有區域可靠度機構【包括中西可靠度組織(MRO: )、東北電力協調理事會(NPCC: Northeast Power Coordinating Council)、可靠度第一公司(RF: ReliabilityFirst Corporation)、東南電力可靠度理事會公司(SERC: SERC Corporation)、德州可靠度機構(TRE: Texas Reliability Entity)及西部電力協調理事會(WECC: Western Electricity Coordinating Council)】；以及能源部(DOE)與國家海洋及大氣管理局(NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration)的員工，由將近50位主題專家所組成。

調查小組團隊要感謝提供資料及參與電話答覆問題及分享觀點的許多機構，包括受到極端天氣情況影響的發電機組擁有公司及運轉公司、輸電公司、ERCOT(德州)及SPP與MISO電力調度中心、尤其是自願配合調查之非管轄天然氣生產公司及加工處理公司與管路公司。

3.2 簡報內容

2021/9/23公布的簡報共有27張(筆者加註簡報標題編號)，依序如下：

三.後語

看完美國FERC/NERC的初步調查結果與建議簡報，發現雖然許多改善建議可供台灣電業參考，但也有部分台電的作為可供他們借鏡。其中部分天然氣設施用電負載居然不是關鍵性負載而被列入手動與低頻卸載名單？結果天然氣相關設施斷電，接著燃氣機組缺氣無法發電，惡化供電，覺得不可思議？猶記得台灣第一座永安天然氣接收站與天然氣儲槽竣工使用時，我們電力調度單位就發現該站供電電源只有單一69kV輸電線路供電，可靠度太低了，於是在供電會議上建議要加強增加一路，同時將該線路列入低頻卸載與一、二級手動限電豁免名單，以確保供電安全。

至於機組停機到底是冰凍天氣或低頻卸載與手動卸載所造成原因分不出來，這的確是調度中心、發輸配電公司都有責任？還有卸載(限電)需要量太大，可限電饋線不足，無法輪流(換)停電，造成民眾連續停電24小時以上，台灣5/13、5/17輪流停電，一天多停一輪，就民怨四起，若德州的案例在台發生還得了？

台電系統低頻限電(卸載)在民國60~80年代經常發生，最高紀錄是民國72年全年共有37次，所以低頻卸載對象經過多年修正，不可能出現德州的UFLS照限關鍵性負載的現象。

另一個發現，主導歐美這兩次大停電的調查單位都是管制電力系統可靠度的機構，成員組成也很多元，比較台灣最近的停電事故調查之下，歐美的方式可以作為參考。

全球的停電調查改善建議報告的追蹤，似乎都一樣，船過水無痕？這次調查初步報告發布，美國聯邦能源管制委員會(FERC)主席理奇 格列克(Rich Glick)在新聞稿上也大嘆「2011年德州經歷過極端寒冷天氣大停電，事後也有過類似的調查，但那些建議並未落實，我們不允許這種情況再度發生。………他也不會讓這成為除了放在書架上收集灰塵外，別無他用的另一份報告。」。我們拭目以待，這次美國的作法？

參考資料：

FERC, NERC Staff Review 2021 Winter Freeze, Recommend Standards Improvements

February 2021 Cold Weather Grid Operations: Preliminary Findings and Recommendations

漫談台灣電業的前世今生(七)【今生篇(5)-台電公司七十年來之限制用電】

經濟部「513及517停電事故檢討報告」

2021/1/8歐盟歐洲大陸同步地區系統分裂事故-2021/7/15事故分類等級(ICS)專家調查小組最終報告執行摘要

目錄：

I.前言

II.最終報告執行摘要

緒言

第一章 事故發生前的系統情況

第二章 事故發生期間的系統動態行為(Dynamic behaviour)

第三章 頻率支持及分析(Frequency support and analysis)

第四章 輸電調度中心之協調(TSO coordination)

第五章 事故發生前與發生後的電力市場(Market aspects before and after the incident)

第六章 綜合評估與結論(Overall assessment and conclusion)

III.後語

參考資料：

I.前言

2021/1/8在歐盟歐洲大陸同步地區發生了系統分裂事故，歐洲輸電調度中心協會(ENTSO-E)於2021/2/26提出了期中報告。根據歐盟電力系統調度運轉指南(SO GL: System Operation Guideline)事故分類等級(ICS: Incident Classifiction Scale)規定，本事故歸類為第二等級，必須由從各受影響的TSO代表、相關區域安全協調中心(RSC: Regional Security Coordinator)、ICS小組的代表、管制機構、以及能源管制機構合作署（ACER：Agency for the Cooperation of Energy Regulators）所組成的ICS專家小組( ICS Investigation Expert Panel)來編寫詳細的最終報告。本次ICS專家小組由不受事故直接影響的德國安普林(Amprion)TSO代表法蘭克 雷爾(Frank Reyer)擔任主席，帶領由前述各單位28位專家代表所組成。ICS專家小組根據規定如期於2021/7/15提出最終報告(Final Report )。

最終報告共有三部份分別為：執行摘要(Executive summary)、主報告(Main report)、附錄(Annexes)。主要提供本事故發生順序(SOE)之事實與分析，並在必要時提出相對應的建議。ICS專家小組不會特意發表可能損害任何輸電調度中心(TSO)、第三方或個人責任的評估判斷。

看過本事故最終報告後，發現事故發生經過與分析大部分與期中報告(Interim Report)類似，但更為詳細；比較重要可做借鏡參考的為建議事項(Recommendations)部分。因此，為節省篇幅，僅就執行摘要與建議摘譯分享大家。

II.最終報告執行摘要

緒言

2021/1/8(星期五)歐洲中部時間(CET)下午14:05，由於多個輸電電網元件的連鎖跳脫，造成歐盟歐洲大陸同步地區被分裂成兩個區域(西北歐地區及東南歐地區)的事故(圖1)。在事故發生後，歐盟各輸電調度中心(TSO)立即啟動了自動及手動防衛對策，並於一個小時後的15:08將歐盟大陸電力系統重新恢復同步並聯。整體而言，在電力系統中沒有觀察到重大負載跳脫或損害。

圖1  2021/1/8歐盟歐洲大陸同步電力系統分裂圖(資料來源：System Separation in the Continental Europe Synchronous Area on 8 January 2021 – Interim Report)

在系統分裂後，歐盟各TSO立即透過歐洲輸電調度中心協會(ENTSO-E)密切合作，決定啟動有關事故所有相關事實的聯合收集程序。基於這些事實真相，本次事故依照事故分類等級(ICS: Incident Classification Scale) 方法，被歸類為第二等級(scale two)事故[大規模事故(extensive incident)]；ICS方法係根據(EU)2017/1485歐盟規則法律義務建立在輸電系統調度運轉指南(SO GL)中。二級事故需要由受影響TSO的代表、不受事故影響TSO的專家小組組長、相關各區域安全協調中心(RSC)、ICS子組的代表、管制機構及應邀參加的能源管制機構合作署(ACER: Agency for the Cooperation of Energy Regulators)所組成的專家調查小組，制定詳細調查報告。

相應的ICS專家調查小組於2021/3/4成立，現在根據其任務提出有關該事故的最終報告。最終報告包含對事故主要項目的描述，此描述係經過深入技術性分析有關事故的肇因及這些肇因的解釋。根據此分析，推導出降低未來系統發生分裂事故及其後果之風險的建議。最終報告的架構係依照下列簡要章節所組成：

第一章 事故發生前的系統情況

1.1概述：

導致2021年1月8日歐盟大陸電力系統分裂事故的最初事故係發生在克羅埃西亞TSO轄區(圖2)的愛因斯汀諾佛超高壓變電所(Ernestinovo E/S，以下簡稱ET E/S)。在系統分裂的區域的傳統發電廠及再生能源的發電量與計畫發電量對應良好，沒有發電機組發生意外跳機現象。

圖2  克羅埃西亞TSO轄區及鄰近國家400-220-110kV輸電系統圖與愛因斯汀諾佛400 KV E/S位置圖(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

在電力系統安全度計算中，用來做壅塞預測之「日前壅塞預測(DACF: day-ahead congestion forecast)」與「日內壅塞預測(IDCF: intraday congestion forecast)」計算的電網模型中，都建立了超高壓輸電網線路的正確模型。愛因斯汀諾佛超高壓變電所(E/S)本身配置有兩條母線(雙母線-Double Bus)，用母線聯絡斷路器(busbar coupler或Tie Breaker)將兩條母線連接在一起，並裝設過流電驛(overcurrent protection)來保護。該連絡斷路器之跳脫，係由過流電驛動作啟動的，後來被確定為系統分裂的初始事故(原始肇因)(圖3)。

圖3 2021/1/8系統分離前愛因斯汀諾佛E/S雙母線方式的單線圖(資料來源：System Separation in the Continental Europe Synchronous Area on 8 January 2021 – Interim Report)

2021/1/8下午整個泛歐電力潮流模式，反映出東南歐高度輸出的負載狀況。這種狀況一方面是由於巴爾幹半島溫暖的天氣以及1月6日及7日是東正教聖誕節假期所造成的，導致其中有些國家的總體用電低於往常。另一方面，中歐及西歐各國的天氣適逢更冷天氣，相應的用電負載也相對增高(圖4)。如此產生了從東南歐到西北歐之市場驅動的電力潮流大約340萬瓩(3.4GW)。整個泛歐電力潮流模式獲得本地額外電力潮流的補充。本地電力潮流模式進一步確定在200~250萬瓩(2,000~2,500MW)，因此，所得跨越分裂線的總體電力潮流大約有580萬瓩(5.8GW)。

圖4  區域性電力潮流狀況示意圖：克羅埃西亞、塞爾維亞及羅馬尼亞三個受影響國家之電源缺少地西北部與電源過多之東南部(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

在事故發生前的幾個小時內，也就是12:00到14:00之間，ET E/S母線聯絡斷路器上通過的電力潮流非常高，導致在克羅埃西亞TSO(HOPS)控制中心觸發了許多次警報。調度員對系統情況進行監視及分析，並評估認為穩定。該評估主要根據從正在進行的安全模擬所獲得之結果，該模擬預測了母線聯絡斷路器電流的進一步流量，不會產生進一步的預期過載。在13:30，母線聯絡斷路器的電力潮流接近預測結果。然而，在日前及日內時間範圍內都超過預測的電力潮流，在14:00之後，觀察到母線聯絡斷路器上的電力潮流進一步增加。這引起了額外的，現在是永久性的警報。HOPS調度員與操作員討論了可能的補救措施，但這些措施未能實施，因為在永久性警報發生後不久，ET E/S的母線聯絡斷路器因過載而跳脫了。

圖5  ENTSO-E一些TSO的N-1警報門檻樣例、及克羅埃西亞TSO(HOPS)之警報定義示意圖(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

圖6  2021/1/8 12:00:00~14:04:26克羅埃西亞愛因斯汀諾佛超高壓變電所(Ernestinovo E/S)母線聯絡斷路器流過之電流曲線(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

事故發生後，考慮受影響的TSO及區域安全協調中心(RSC)在運轉安全計算的計算終期時間之相互作用，對系統安全計算採取進一步分析。各TSO將其個別電網模型(IGM)提供給負責的RSC，RSC將IGM合併為整個同步區域的公共電網模型(CGM: common grid model)。在這方面，克羅埃西亞TSO(HOPS)在IGM中沒有可慮ET E/S的完整拓樸結構。HOPS將兩條母線的模型以一個節點代表，因而在提交RSC的IGM中忽略了母線聯絡斷路器。雖然HOPS可能手動分析正確的拓樸結構，但這丟失的訊息，因而不可能在運轉安全分析中，接近即時及自動地考慮到真實的變電所拓樸。總體來說，這項調查強調了在所有時間範圍內，具有適當的電網模型並具對可能扮演重要腳色的所有元件特別參考之精確運轉安全分析的重要性。個別電網模型(IGM)的精確度以及用於即時安全計算的可觀察區域的精度係一項重要的貢獻。

受影響地區之區域協調也被分析。巴爾幹半島應付多個歐盟與非歐盟會員國的特殊情況，這在有關協調容量計算(CCC: coordinated capacity calculation )及協調安全評估(CSA: coordinated security assessment) 產生差異。這兩項都是未來區域協調不可或缺的一部份，將相應得到解決。

圖7  ENTSO-E六所區域安全協調中心(RSC)轄區圖(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

1.2導出之建議(Derived recommendations)：

根據簽署總結評估，導出消除事故根本肇因的幾項建議。

• 專注於事故發生前的一般輸電系統條件，變電所拓樸結構應選擇讓通過母線聯絡斷路器的電力潮流盡可能低(建議R-1：詳細訊息見報告第1.1.3節)。

• 可能觸發輸電設備的保護電驛之設定點也應適應運轉安全限度，如果屬於關鍵，在相鄰的TSO之間要進一步交換(建議R-2：詳見報告第1.1.4節)。

針對新出現的情況，必須以與保護設施一致的清晰方式定義警報設定(標置)，而調度員應根據事先定義一定的警報級別採取行動(建議R-3；詳細訊息見第1.2.2.3節)。同時也要確定輸電可靠度裕度(TRM: transmission reliability margins)及潮流可靠度裕度(FRM: flow reliability margins)的多寡，是否足以應付突然發生的過載(建議R-4: 詳細訊息見第1.2.3.3節)。

對於任何運轉安全分析，必須將強制任何輸電元件的停電情況包括在偶發事故清單中，以及元件是否具有跨界影響，與是否受到過流或過/欠電壓保護電驛的保護之詳細訊息。SCADA系統必須允許相關偶發事故的計算(建議R-8: 詳細訊息見第1.2.3.1節)。個別電網模型(IGM)之資料及模型品質必須進一步允許所有相關電網元件之電力潮流限度的評估(建議R-9: 詳細訊息見第1.2.3.1節)。除此之外，應評估與改進日內壅塞預測的品質，以減少與即時運轉的差異(建議R-10: 詳細訊息見第1.3.4.2節)。此外，應為依照即時安全計算，監視可觀測性區域更新及決定之通用方式的實施(建議R-6: 詳細訊息見第1.3.2.2節)。

有關區域協調方面，淨轉供容量(NTC)計算將在各個容量計算區以協調方式執行(部分地區仍存在非協調區域計算)；區域計算還應考慮既有的穩定度限制(建議R-5: 詳細訊息見第1.3.2.1節)。最後，如果如此相關，應該為包括西巴爾幹半島之整個東南歐(SEE)及/或地理區域之間的協調容量計算(CCC: coordinated capacity calculations)及協調安全評估(CSA: coordinated security assessment)，找到可持續的解決方案(建議R-7: 詳細訊息見第1.3.2.2節)。

由於有關遵循相關法規、指南及方法的幾個問題，在專家小組的時間表中沒能澄清，同意需要對這些問題進一步詳細分析(建議R-11: 詳細訊息見第1.4節)。

第二章 事故發生期間的系統動態行為(Dynamic behaviour)

2.1概述：

克羅埃西亞ET E/S的母線聯絡斷路器因為過流電驛動作於14:04:25跳脫。該母線聯絡斷路器的初始跳脫，導致原來流經母線聯絡斷路器電力潮流改流經ET/E/S的400/110kV主變壓器，隨後由於過載而很快跳脫。因此，電力潮流被分配到相鄰的輸電線路上，導致塞爾維亞的蘇柏提卡(Subotica)-諾維 薩德(Novi Sad)400kV輸電線過載電驛動作而跳脫。

從東南歐到西北歐的電力潮流模式，以及ET E/S母線聯絡斷路器的跳脫，致使電力系統處於角度不穩定的邊緣。塞爾維亞的蘇柏提卡(Subotica)-諾維 薩德(Novi Sad)400kV輸電線的跳脫，瞬間觸發此角度不穩定。從羅馬尼亞及烏克蘭之間邊界到達馬提亞(Dalmatian)地區的地中海(Mediterranean Sea)沿線之所有輸電線，在20秒內發生連鎖跳脫(圖8)。

圖8克羅埃西亞(Croatia)愛因斯汀諾佛(Ernestinovo E/S)超高壓變電所的400kV母線聯絡斷路器跳脫母線分離後，致使其他輸電線路進一步跳脫順序圖(資料來源：System Separation in the Continental Europe Synchronous Area on 8 January 2021 – Interim Report)

表1 分離事故發生順序(SOE)表(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

圖9  2021/1/8 14:04:20 歐盟大陸系統電壓相角熱代表圖(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

圖10  羅馬尼亞的艾爾納特-辛比亞特吉(Iernut-Cimpia Turzii)220kV輸電線因為角度不穩定與高度暫態跳脫之數位電驛電流及電壓紀錄曲線(資料來源：Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 Main report)

由於輸電線連鎖跳脫的結果，電力系統被分裂成兩個同步區域：東南歐地區發電過剩，頻率升高；而西北歐地區用電負載過多，系統頻率下降。在系統分裂之前，流過分離線的電力潮流量總計為580萬瓩(5,800MW)。

系統分裂後，定義為東南歐地區及西北歐地區的兩個區域必須處理有此產生的電力不平衡[在西北歐地區為-580萬瓩(5,800MW)；在東南歐地區為+580萬瓩(5,800MW)]。在這兩個區域的系統保護方式反應迅速且符合預期，確保了電力系統避免任何重大損壞及額外的線路跳脫。

在歐盟電力系統分裂階段之行為詳細分析結果，證明東西歐之間的電力潮流非常重要；在克羅埃西亞ET　E/S母線聯絡斷路器及塞爾維亞蘇柏提卡(Subotica)-諾維 薩德(Novi Sad)400kV輸電線跳脫後，東西歐兩區域由於角度不穩定，開始相互分裂。這種現象可以透過事後模擬重現，並且跟既有事實一致。

2.2導出之建議(Derived recommendations)：

在深入動態分析之後，本章提出了兩項建議。

• 第一項羽關鍵系統廊道有關：必須在運用計畫(operational planning)及即時調度運轉時，評估穩定度裕度(stability margin)。此外，調度員必須接受動態穩定度領域的訓練。各TSO應迅速制定提案，將動態研究的結果轉化為具體的運轉措施(建議R-12、R12.1、R12.2；詳見第2.3章)

• 第二項建議提出，由於未來系統傳統慣常電源的減少及系統慣性量之相應減少，必須確定緩解措施(建議R-13；詳情見第2.3章)。

第三章 頻率支持及分析(Frequency support and analysis)

3.1概述：

在系統分裂後，東南歐地區的頻率以每小0.3Hz(300mHz/s)的頻率變化率（RoCoF）升高，並到達最大值50.6 Hz。 西北歐地區的頻率則以每秒0.06Hz(60mHz/s)的頻率變化率下降，並達到最低值 49.74 Hz。 在系統分裂後，東南歐地區的頻率以每小0.3Hz(300mHz/s)的頻率變化率（RoCoF）升高，並到達最大值50.6 Hz。 西北歐地區的頻率則以每秒0.06Hz(60mHz/s)的頻率變化率下降，並達到最低值 49.74 Hz。由於顯著的頻率偏差，所有機組分別歷經初級控制(primary control) 降低(東南歐地區)或升高(西北歐地區)發電出力。此外，由於超過0.2Hz頻率限制，大量機組改變了控制模式，依據頻率穩定化過程分別在西北歐地區激發額外的備轉容量，或在東南歐地區進一步降低其發電出力。

法國大約130萬瓩(1300MW)及義大利大約40萬瓩(400MW)的自動頻率依賴系統防衛計畫(automatic frequency-dependent system defence plan)分別啟動阻止了頻率進一步下降。這兩個系統都按照專用的國家合約協議規定啟斷了工業用戶負載。此外，透過高壓直流(HVDC)輸電線的頻率支持，西北歐地區獲得來自北歐同步地區(Nordic Synchronous Area)最大53.5萬瓩(535MW)及英國6萬瓩(60MW)的自動支持電力。另外，土耳其在馬爾瑪拉(Marmara)地區的一套內部特殊保護系統(SPS)動作，跳脫97.5萬瓩(975MW)的發電出力，防止土耳其當地全停電。馬爾瑪拉SPS的啟動也有助於降低東南歐地區的系統頻率上升及頻率變化率(RoCoF)。

在系統分裂期間，多部發電機組[大約520萬瓩(5.2GW)]跳機，及負載(296MW)切離。這些設備大多數動作行為都符合適用於他們國家管制架構；依歐盟2016/631規則之第13章及歐盟2016/1388規則之第12章所規定，在49Hz~51Hz系統頻率範圍內(在系統分裂期間從未超過此範圍)具有連續運轉不跳脫之運轉能力。事實上，這些規則僅對新發電機組及用電設備強制執行；相反地，對既有設備，可以在各國層面定義不同的標準。

相反地，對於其他設備，跳脫或斷連顯示出非國家電網法規符合行為(因為它們是受歐盟2016/631規則之第13章及歐盟2016/1388規則之第12章所規定所管制的新設備，或因為既使是既有設備，它們仍被要求尊受這些或其他根據國家管制架構等校標準)。

3.2導出之建議(Derived recommendations)：

在頻率支持及發電性能之事故後分析之後，第3章提出了5項建議。如果有不符合規定的發電機組跳機或用電負載卸除，各個TSO必須與發電模組的擁有者及配電公司(distribution network operators)一啟審查肇因，以避免將來發生不合規定的機組跳脫及負載卸除(建議R-14；詳細訊息見第3.2.2節)。根據紀錄的系統動態行為，可以看出系統分裂後的頻率變化率(RoCoF)值在發電承受能力範圍內。此事故將用於評估歐洲大陸的頻率穩定度評估準則及驗證動態穩定度模型(建議R-15；詳細訊息見第3.2.2節)。

對於各區域之間的更高電力轉供，可能需要在船同頻率遏制備轉容量(FCR: frequency containment reserves)之外，提供額外快速支持來補充快速動作備轉容量(fast-acting power reserves)。應評估未來的情境，已確定在發生系統分裂的情況下可用快速支持是否足夠(建議R-16；詳細訊息見第3.3.2節)。TSO系統防衛計畫也應在這方面於以評估，以確定不同緊急狀態情境下的任何不利跨境影響。並確定防衛計畫(包括特殊保護系統)協調及地理平衡，以滿足系統需求(建議R-17；詳見第3.3.2節)。此外，應評估崁入式高壓直流(HVDC)系統自動頻率支持，在技術上可行的情況下進一步支持頻率管理程序(建議R-18；詳見第3.3.2節)。

第四章 輸電調度中心之協調(TSO coordination)

4.1概述：

在事故期間，受事故影響最大的各TSO在歐盟輸電調度中心意識系統(EAS: ENTSO-E Awareness System)宣告相應的系統狀態。這讓歐洲所有TSO都意識到了正在發生的事故之嚴重性。在西北歐地區的5家大型TSO之間的通話中確認了系統分裂。此外，南部與北部協調中心(coordination centres)根據其協調區內發生的後果設定了頻率偏差警報。[金龍1] 塞爾維亞輸電調度中心(EMS)作為東南歐地區系統頻率負責單位，協調系統恢復到50Hz，在此同時德國安普靈(Amprion)輸電調度中心則為西北歐地區系統頻率負責單位，由於其角色也擔任同步地區監視中心(SAM: Synchronous Area Monitor)。

在東南歐地區最大的羅馬尼亞輸電調度中心(Transelectrica)理論上被要求擔任東南歐地區的頻率負責單位[根據歐盟規則EU 2017/2196第29(3)條有關電力緊急情況及復原]，但他們必須解決在他們電網的主要擾動問題，因此無法承擔該角色。這意味著塞爾維亞輸電調度中心(EMS)作為與八個國家接壤並有能力與東南歐地區互聯的所有TSO聯繫，履行頻率負責單位的角色。有關同步地區間市中心及聯繫的角色之正常流程，係西北歐地區選擇頻率負責單位的重要可慮因素。北部協調中心[Amprion 輸電調度中心係於2021年1月與同步地區監視中心(SAM)一起負責頻率監視工作]組織了與西北歐各TSO及南部協調中心[瑞士輸電調度中心( Swissgrid)]聯繫溝通與行動之協調。瑞士輸電調度中心( Swissgrid)]負責南歐的TSO及Amprion的聯繫溝通與協調。在東南歐地區，塞爾維亞輸電調度中心(EMS)負責東南地區最相關的TSO及Swissgrid聯繫溝通與協調。

在透過自動防衛措施及手動對策穩定這分裂的兩個地區後，克羅埃西亞輸電調度中心(HOPS)作為重新同步的負責單位，開始重新同步過程。此外，重新同步操作由受影響較大的TSO，亦即塞爾維亞輸電調度中心(EMS)、波斯尼亞與黑賽哥維那輸電調度中心(NOSBiH)、及羅馬尼亞輸電調度中心(Transelectrica)，來執行。讓重新同步的措施可以歸為下列階段：準備行動及重新同步順序。在準備行動期間，EMS、HOPS、及NOSBiH同意組成三個強大重新連接點，然後可用作重新同步順序。重新同步順序從重新連接克羅埃西亞Ernestinovo E/S母線聯絡斷路器開始，該連絡斷路器配備了同步檢查裝置,因此能夠重新連接兩個分裂的區域。然後以協調的方式在其他跳脫的輸電線上執行進一步的重新連接。大約在一小時後(在15:08)，兩個分裂地區重新同步並連在一起，歐洲大陸同步地區恢復正常運轉。在重新同步過程完成後，蒙特內哥羅輸電公司(CGES)與義大利輸電公司(Terna)之間的摩尼塔(Monita)直流互聯線上的電力潮流改變往義大利方向輸送最大600MW電力，以進一步降低通過ET E/S母線聯絡斷路器的電流。

在事故期間，用作參與TSO之間電力不平衡淨額結算的國際電網控制合作(IGCC: International Grid Control Cooperation)平台仍在繼續服務。理論上，在電網分裂情況下，IGCC區域的分離，可能導致兩個物理上分裂區域之間的淨額結算。在1月8日，克羅埃西亞除外，整個IGCC區域都在西北歐地區內，克羅埃西亞因系統分裂而部分分離。IGCC在事故期間沒有影響電網的安全。

總體而言，TSO之間系統分離期間的聯繫溝通是成功的，從而實現了及時有效的重新同步。系統頻率穩定下來，在第一次事故發生後，兩個區域在大約1小時內完全重新同步。在此期間中，TSO之間舉行了幾次運轉電話會議及更多的雙邊聯繫溝通，以協調所需的行動。在事故期間還使用了歐洲意識系統(EAS)來共享訊息。

4.2導出之建議(Derived recommendations)：

儘管溝通、協調及重新同步是成功與及時的，但本事故可用來確定各TSO之間針對大型事故在協調與溝通方面的進一步改善空間。

應制定系統事故期間平衡平台之管理程序，以避免任何可能導致系統發生更大擾動的意外後果。(建議R-19；詳見第4.1.6節)。

在事故發生期間，成功使用了歐洲意識系統(EAS)，應開方更多進一步功能，以協助TSO共享運轉資料(故障前及故障後)及協調行動(建議R-20；詳見第4.3.5節)。此外，除了目前建立的法律架構，還應根據本次事故的經驗，制定歐洲大陸地區重新同步程序，以便在系統分裂成兩個或更多區域的情況下進行重新同步(建議R-21；詳細訊息建地4.3.5節)。最後，在未來，如果TSO認為有必要，可以加強區域復電之協調(建議R-22；詳見第4.3.5節)。

第五章 事故發生前與發生後的電力市場(Market aspects before and after the incident)

5.1概述：

從東南歐地區(SEE)受影相國家收集及分析的資料顯示，電力市場未受到此次事故的影響。分析指出，在事故發生期間及之後，所有市場都繼續按預期運作。資料趨勢強調，在受影響國家的國界上，市場排程沒有超過淨轉供容量(NTC)值。報告中顯示的分析結果並未指出日前或日內市場存在任何不正常市場行為。分析也證明，沒有跡象表明價格有任何異常變化以及商業排程的波動，因此市場始終按照商定的程序繼續運作。特別是，來自受影響的東南歐地區國家(塞爾維亞、波赫、羅馬尼亞及克羅埃西亞)TSO強調，事故發生時沒有暫停任何市場活動。對於透過市場機制的非常措施(例如市場機制負載削減)而受到事故影響的選定國家，分析了事故對市場平台性能的影響。從這些領域的日內及平衡市場資料分析，未顯示對事故期間或事故之後的交易量及市場價格有任何特殊影響。特定時間內的交易模式僅圍繞每日平均值變化，而不是顯示任何數量或價格的最高值。

5.2導出之建議(Derived recommendations)：

在事故發生前後有關市場方面沒有導出建議。

第六章 綜合評估與結論(Overall assessment and conclusion)

總體而言，本次事故的處理方式比2006年11月的系統分裂更好、更有效，這也是由於從系統分離事故中吸取的教訓以及隨後在歐盟層面制定了具有約束力的法律架構。ENTSO-E意識系統(EAS)在2006年事故後立即推出，讓各TSO能夠了解整個系統狀態。防衛計畫的協調措施迅速啟動，這也讓兩個不同步區域快速重新同步。

分析證明，除了由於市場位置已經建立大電力潮流外，也有沒有預測到的電力潮流，導致克羅埃西亞Ernestinovo超高壓變電所母線聯絡斷路器通過巨大電流。由於這些未預測到的電力潮流及母線聯絡斷路器建立模型不完整 [在個別電網模型(IGM)中只有單一節點]，受影響的TSO及區域安全協調中心(RSC)無法對N-1安全度執行精確分析。這阻礙了電網狀態的正常估計，讓受影響的TSO無法意識到風險以及即時的補救措施。

此外，深入的分析證明，大泛歐系統電力潮流及隨後而來的低穩定度裕度係此次事故的主要關鍵，這對歐洲未來電力系統情況具有啟發的見解。隨著能源轉型的持續進行，泛歐層面的巨大又長距離的電力潮流將進一步增加幅度及發生率。在這方面，電力系統運轉必須具有足夠的彈性(韌度)來應付意外擾動及故障，以確保歐洲用電用戶之供電高安全度保持不變。因此，如果需要越來越高的資產利用率來應付電能轉換，則必須提供足夠的安全裕度(security margins)。電力系統運轉將面臨進一步挑戰，強調依賴高度精確安全度計算的重要性。在所有這方面，ICS專家小組為進一步評估及相對應處置，提供了許多建議[金龍2] 。這些建議的實施將有助於防止未來再發生類似事故。

III. 後語

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2021/1/8歐盟歐洲大陸同步地區系統分裂事故ICS專家調查小組最終報告提供了22項建議，包括了有關變電所拓樸、保護設備(電驛)設定(標置)及常數的交換、調度中心警報等級設定與調度員因應動作、可靠度裕度、協調容量計算(轉供代輸及備轉容量)、系統資料模型及N-1計算之執行、預測之品質、法定責任義務、動態穩定度裕度、系統慣性量之減少、發電與負載限制、頻率變化率之頻率穩定度評估準則、頻率支持與穩定度、系統防衛計畫(SPS)、隱藏性HVDC對頻率的支持、通報意識系統、區域間的協調合作、及系統重新同步程序等。

這的確是一項電力系統工程師忽略不起眼的隱藏性事故(母線聯絡斷路器跳脫)所引發的互聯大電力之系統穩定度、相關電力調度運轉、系統保護、區域間聯繫溝通等問題。其中頭一項建議有關母線聯絡斷路器跳脫(變電所拓樸)的建議，在電力系統安全評估時，母線的模型在某些情況下，不能用傳統模型的一點來模擬而要一、二號母線分開，聯絡斷路器為單獨元件來模型變電所，才可發現出Tie Breaker跳脫所引發的聯絡線路跳脫問題。也證實跟台電729大停電肇因有相當類似。

總之，本次事故調查報告可作為電力系統規劃運轉人員他山之石的經驗教訓，也可給規劃未來電力系統調度運轉之電能管理系統(EMS)功能需求的參考。

參考資料：

Final report on the separation of the Continental Europe power system on 8 January 2021 ENTSO-E 2021/7/15

Executive summary

Main report

Annexes

2021/1/8歐盟歐洲大陸地區同步系統分離事故期中報告簡介

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目錄：

I.前言

II.執行摘要及本文

執行摘要：

第1章、離岸系統電力調度運轉有助於綠色交易

第2章、離岸電力調度運轉之管理支柱

2.1支柱1(Pillar 1)：協調及提供安全系統運轉之本地責任

2.2支柱2(Pillar 2)：市場參與者應對自己系統電力不平衡負責

2.3支柱3(Pillar 3)：平衡電力市場機制化。

2.4支柱4(Pillar 4)：離岸系統競標區(OBZ)

第3章、定義離岸電力調度運轉架構

第4章、定義離岸電力調度運轉之任務

第5章、離岸系統之頻率管理及即時平衡

第6章、本地行動、區域協調、歐洲思維

主要重點(Main takeaways)：

參考資料：

I.前言

歐盟離岸風力是目前全球海上風力最蓬勃發展的地區，也是為實現歐盟綠色協議(EU Green Deal)目標貢獻最大，歐盟的離岸再生能源策略預計到2050年將有300 GW(3億瓩)離岸風力發電容量加入能源系統。這種轉變的規模將對歐洲電力系統提出新的挑戰。因此歐洲輸電調度中心協會(ENTSO-E)評估了有助於實現歐盟離岸策略的可能解決方案，發布了一系列的立場文件。其中有一篇2021/7/2發布的最新有關電力調度運轉與管理的文章，值得台灣正在大力推展的離岸風力做為參考，特別翻譯如下跟大家分享：

II.執行摘要及本文

執行摘要：

電力調度運轉被定義為一套一般性任務。儘管這些系統的技術性不同，但無論它們在離岸或陸上系統之執行，這些任務都是相同的。由於歐洲系統相互連接，電力調度運轉與運用計畫，內容範圍越來越廣，係透過各區域安全中心(RSC: Regional Security Centres)、區域協調中心(RCC: Regional Coordination Centres)、同步區域監視中心(SAM: Synchronous Area Monitor)在各輸電調度中心(TSO)之間進行區域性協調。但是，這些任務係由國家輸電調度中心執行，並受國家司法管轄之管制。各TSO參與區域性協調的動機及義務，在陸上及離岸系統同樣有效。

電力調度運轉係根據歐洲共同原則，以及所有有關電力調度運轉及協調任務都受清潔能源包裹法案(CEP: Clean Energy Package)及相關電網法規與指南所管制。目前設置的管制，係適用於離岸電網基礎建設的預期步驟與系統性發展期間中，促進有效離岸電力調度運轉。在某些情況下，離岸電網基礎建設將連接歐盟及非歐盟國的電網，因此也必須根據相關TSO之間的協議來調度運轉。

陸上電力調度運轉解決方案擴展到離岸系統，是因為陸上與離岸電力系統之間沒有界線。電力供應及電力調度運轉之安全，將由各TSO在區域協調架構內，以國家層級進行管理，其中明確界定了腳色與職責。市場各方仍然對其市場不平衡負責，各TSO仍然負責系統即時電力平衡。

為了應付大量離岸風力整合的相關新挑戰，各TSO需要獲得更多的彈性電源來平衡互聯電力系統，並確保達成其主要職責，亦即在無論白天或黑夜的任何時間提供用戶用電。為了所有時間內之系統電力平衡，TSO依賴市場參與者提供的彈性電源，目前主要是在陸上：應該更清楚認識到未來需要大幅增加彈性電源，包括大規模儲能技術。這將透過ENTSO-E正在進行的2050年終期及長期情境，來作進一步的發展。

用於陸上及離岸電力調度運轉之解決方案所採用的原則係歐洲的。指導原則係地方措施、區域協調及歐洲的想法。

第1章、離岸系統電力調度運轉有助於綠色交易

電力調度運轉為能源轉型的核心，因為它按時間框架來處理發電與用電之達成平衡，也讓排放與電源效率變成可見。離岸系統開發、市場與互動能力(interoperability)都是確保離岸系統未來高效率運轉的所有手段，以及這些議題的各項問題，在個別的立場文件中得到解決。

這些立場文件確定了各種離岸電網架構，使用單一及雙重/多重目標解決方案、方法，來確保多端(multi-terminal)、多家廠商高壓直流(HVDC)計畫之互動能力，以及使用離岸競標區，似乎成為確保橫跨陸上與離岸地點的市場與電力調度運轉整合之最有效解決方案。本文解決了離岸電力調度運轉之管理問題。系統開發、市場、互動能力及電力調度運轉管理等問題關聯密切，應被視為齊心協力向所有歐洲人提供安全、負擔得起、及清潔的電力。

此整體觀點係貫穿整個ENTSO-E離岸系統立場文件的主題。這篇目前有關離岸電力調度運轉的管理之文件，建立在先前立場各文件的基礎之上。所有文件也正如ENTSO-E 2030願景(ENTSO-E Vision 2030)所傳達的那樣，都建立在基於橫跨陸上與離岸系統開發、市場及電力調度運轉，無縫整合成單一系統方法之上。

所有離岸系統文件期望逐步發展，同時也認知到電氣化所驅動之負載成長，將需要由陸上及離岸系統發電來補償。

電力調度運轉持續進行，而電力系統繼續發生顯著變化，但係漸進的發生。這些變化透過許多小的以及有時較大步驟來進行。在可預見的將來，電力調度運轉的變化，將基於逐步發展及既有解決方案的改進。此外，連接到各會員國的離岸電力系統，也必須有效的整合第三國。例如，在現階段訂定2050年的最終解決方案是困難的，因為在未來歲月中會出現新的知識與技術，引入尚未設想到的解決方案。在未來，也可能會有離岸資產能夠貢獻系統電力平衡任務，諸如像氫電解槽加入離岸電力系統的離岸用電。

為了再生能於轉型成功，需要逐步發展市場驅動平衡用電與發電之機制。市場參與商、輸電調度中心(TSO)、配電調度中心(DSO) 必須賦予明確的責任，以確保所需彈性與平衡電源的穩定發展。正如歐盟(EC)離岸策略所預見那樣，係所有市場參與商都必須為本身無論陸上或離岸的不平衡電力負責。

另一個含義是，即使當大量的發電移轉到離岸系統，輸電調度中心(TSO)仍然負責確保其控制區的必要備轉容量。到陸上平衡電源的距離將變得很長，需要有效協調及實際安排來管理系統頻率與平衡。要達成此目標，如2020年5月ENTSO-E離岸系統發展立場文件所述，需要陸上與離岸輸電基礎建設的整體規劃及協調發展。隨著離岸系統發電的增加，陸上輸電網必須得到強化，以便能夠應付日益成長的負載所需之強大輸電容量需求。

第2章、離岸電力調度運轉之管理支柱

本節確定了建立歐洲海域離岸電力調度運轉之管理架構的四個主要支柱：

2.1支柱1(Pillar 1)：協調及提供安全系統運轉之本地責任

從芬蘭到葡萄牙、從愛爾蘭到希臘，歐洲電力系統互相連接在一起。然而，電力供應及系統運轉之安全，是每個成員國賦予輸電調度中心(TSO)之國家責任中心的核心。從系統運轉的角度來看，電力系統的狀態隨著突發事故及不可預見的事件影響系統不同區域而快速演變，調度中心必須以快速、果斷、動態及協調的方式即時反應。在那當兒，許多本地參與者之間使用本國語言快速、高效率的溝通，跨國界的協調則必須使用國際術語。

系統安全從區域協調受益匪淺，例如透過區域安全中心(RSC)、未來區域協調中心(RCC)及同步區域監視中心(SAM)。既有規則提供各TSO了利用這些機會來協調區域性電力調度運轉的義務。

2.1.1相關系統安全運轉之主要離岸系統管理原則，包括下列：

• 根據國家司法管轄區的陸上及離岸兩者系統，確保有效電力平衡及電力調度運轉的責任在於各TSO。
• 各TSO參與區域協調的動機及義務，橫跨整個電力系統之陸上及離岸系統效力相同。

2.2支柱2(Pillar 2)：市場參與者應對自己系統電力不平衡負責

市場參與者被鼓勵透過在電能市場(日前及日內)上之交易電能來平衡其電力，並負起其電力不平衡的財務責任。這是有效陸上及離岸兩者系統運轉之先決條件。系統電力不平衡最終由TSO即時管理。

2.2.1相關市場參與者平衡電力之主要離岸管理原則，包括下列：

• 市場參與者對其不平衡負責，與其座落位置(陸上或離岸)無關。
• 離岸與陸上日內(Intraday)市場必須整合，以授予離岸市場參與者使用它們能用來平衡其電力之陸上彈性電源(flexibility resources)。

2.3支柱3(Pillar 3)：平衡電力市場機制化。

對於平衡電力市場機制化，同樣的規則適用於陸上及離岸系統：在日前與日內能源市場截止後，TSO使用平衡市場中市場參與者所提供的額外調度彈性電源作為其即時電力調度運轉的一部份。

2.3.1相關平衡電力市場化之主要管理原則，包括下列：

• 根據優先次序清單使用於彈性電源之市場化調度。
  • 輸電調度中心(TSO)負責確保備轉容量之可用性。
  • 負責的TSO應讓離岸市場參與者，利用收集其標單加到歐洲平衡電力平台，參與歐洲電力平衡市場。

• 離岸系統不平衡電力將由各負責TSO管理。為此，TSO可以使用歐洲平衡電力平台資源。除了目前的陸上電源外，未來這些平台還可以包括預審合格的離岸系統設施，例如氫電解槽(hydrogen electrolyser)負載。

2.4支柱4(Pillar 4)：離岸系統競標區(OBZ)

正如2020/10/15 ENTSO-E關於離岸系統開發、市場及管制議題立場所述，離岸系統競標區(OBZ: Offshore Bidding Zones)似乎提供了一確保跨陸上及離岸系統市場及調度運轉整合的有效解決方案。

2.4.1相關離岸系統競標區之主要離岸管理原則，包括下列：

• 明確定義OBZ對TSO的安全系統運轉及不平衡電力市場化管理負有確切的責任，並限制TSO干預市場的需要。

第3章、定義離岸電力調度運轉架構

離岸電力調度運轉架構可以建立在堅固的陸上電力系統架構上。樣本所示包括定義OBZ、必要的標準及系統要求、以及區域合作架構等，如容量計算區(CCR: Capacity Calculation Regions)及電力調度運轉區(SOR: System Operation Regions )所定義的。

圖1 系統監視區、負載頻率控制區域/區塊及同步區之間的關係圖

表1確定了重大議題，並提出相應的解決方案。這些解決方案已經在既有規則中有定義，只有一些小例外。因此，陸上電力調度運轉的總體架構可以擴展到離岸系統，促進成為單一系統，以及離岸電力系統之逐步發展。

需要注意的是，根據ENTSO-E的輸電電力調度運轉指南(SO GL: Guideline on electricity transmission system operation)所定義的，競標區與負載頻率控制 (LFC:Load Frequency Control ) 區域(Area)/區塊(Block)之間沒有一對一的關係。競標區係指市場概念，而負載頻率控制區則是調度運轉概念。競標區與LFC區之間在處理程序級別的相互依賴度(interdependencies)將隨著時間的推移而演變，以確保程序清晰、定義明確。從技術上而言，即時電力平衡的責任係指派給各TSO，運轉各自LFC區域/區塊。在第5章對即時電力平衡將可找到一些進一步的說明。

表1 系統定義

第4章、定義離岸電力調度運轉之任務

離岸電力調度運轉的任務係與陸上系統所執行的任務相同。然而，離岸系統的技術特性不同。本章確定了與電力調度運轉相關的具體任務，包括了運用計畫(表2)及即時電力調度運轉(表3)兩方面的相關任務；表3還說明了市場運轉任務。

表2 電力調度運轉任務(運用計畫)

陸上及離岸電力調度運轉，係在各輸電調度中心(TSO)之間及各TSO、區域安全中心(RSC)/區域協調中心(RCC)、與同步區域監視中心(SAM)之間的密切合作下進行的。如此，離岸電力調度運轉緊密整合到陸上電力調度運轉，促進逐步發展並趨向單一系統。

為了確保系統安全運轉，需要在運用計畫(operational planning)與安全評估兩者的協調。離岸及陸上電網目前在RSC/RCC的一些協調，最值得注意的是停電計畫協調(OPC: Outage Planning Coordination)，以及協調安全分析(CSA: Coordinated Security Analysis)。這些任務已經考慮了離岸系統連接以及陸上網狀電網，並且可以利用RSC/RCC或ENTSO-E所發展的程序及工具，擴展離岸電網基礎建設為網狀系統。

表3 電力調度運轉任務(市場與調度運轉)

第5章、離岸系統之頻率管理及即時平衡

歐洲各TSO對網狀交流電網、以及高壓直流(HVDC)互聯線的運轉已經擁有多年的經驗。因此，各TSO可以轉移既有程序與概念，以滿足網狀離岸電網基礎建設之技術性挑戰。

歐洲各TSO預計離岸電網基礎建設與離岸發電的發展，將對頻率及 電力不平衡管理產生重大影響。在陸上系統，同一同步區域內的所有TSO之間都簽有說明平衡與責任原則之運轉協議。這些協議將必須擴展到包括離岸系統。

離岸電網基礎建設可能需要引進技術與實務調整以及澄清如何處理問題，例如重大離岸交流部分的頻率管理。下面列出一些一般注意事項：

• 轉換器(converter)後的風力發電，從陸上電力系統的認知，就好像與其他任何直流電力系統連接一樣。陸上電力系統需要能夠承受任何直流連接線的突然跳脫。
• 風力發電用交流連接到重大離岸電能樞紐(Hubs)，將以一頻率運轉；轉換器後之交流電力系統部分類似一孤島系統。此交流部分的頻率支持之類型取決於該孤島系統連接到陸上電力系統的是交流還是直流。

例如，由於機組跳脫或預測誤差所導致的重大即時電力不平衡，需要得到緩解。目前立法為TSO提供了足夠的規則及彈性，可以依次在橫跨能源系統決定及分擔/交換它們的備轉容量。

 再者，在清潔能源包裹法(CEP)、電網法規(Network Codes)與指南(Guidelines)中的既有管制架構可以很容易應用在離岸電網基礎建設上。目前管理陸上電網網狀系統的調度運轉，將逐漸被擴展到離岸電網基礎建設上，當它們演變從兩個TSO之間雙邊連接、或離岸風場連接到各TSO，到連接多重離岸發電設備及TSO網狀電網。此外，在某些情況下，離岸電網基礎建設將連接歐盟與非歐盟的TSO。這當然是一項挑戰，但可以根據相關歐盟及第三國家TSO之間的電力調度協議來管理。另外，目前的歐盟規則已經跟第三國運作良好。

第6章、本地行動、區域協調、歐洲思維

系統電力調度任務係由TSO在本地執行。然而，這項任務成長得越來越大，係在各TSO之中透過區域安全中心(RSC)/區域協調中心(RCC)及同步區域監視中心(SAM)，並根據共同的歐洲原則，進行區域性協調。系統電力調度與協調任務係受到清潔能源包裹法及相關的電網法規與指南的管制。明智的作法係將陸上系統解決方案到離岸系統，因為陸上與離岸系統之間沒有界線。

換言之，系統運轉安全將使用有明確定義腳色與職責之區域協調框架，在國家層面(TSO)來管理 。

主要重點(Main takeaways)：

• 歐盟規則定義了必須在離岸與陸上系統執行的電力調度運轉任務。 清潔能源包裹法(CEP)與電網法規及指南共同定義了用在陸上及離岸系統的角色及職責。
• 陸上及離岸系統電力調度相關的一般任務之間沒有根本區別。 TSO 可以轉移既有程序及概念，以達成網狀直流離岸電網基礎建設的技術挑戰。
• 離岸系統發展將影響管理離岸及陸上不平衡電力的程序。市場參與各方仍然對其不平衡電力負責，各TSO 負責即時平衡系統。
• 為了克服與大量離岸風力整合相關的新挑戰，TSO 需要獲得更大的彈性電源來平衡互連電力系統，並確保履行其主要職責，亦即，在晝夜任何時間提供用戶電力的責任。為了在所有時間平衡系統，TSO 依賴市場參與者提供的彈性電源，目前主要是陸上系統提供：應該更加認識到未來需要大幅增加彈性資源，包括大規模儲能技術。這將透過 ENTSO-E 正在進行2050年終期及長期情境的工作，進一步發展。
• 離岸系統發展將需要輸電調度中心(TSO)與區域協調中心(RCC)對電力調度運轉的密切區域協調。
• 目前的管制機構設置適合應付離岸電網基礎建設的逐步發展。此外，系統電力調度管制設計的穩定性，讓TSO與RCC能夠繼續有效地協調，建立在使用完善的協調模型所獲得的經驗之上，將促進系統安全與穩定的運轉。

參考資料：

ENTSO-E’s Position on Offshore Development–System Operation & Governance

[附註：章節筆者加註，方便閱讀)

目錄：

2.9日治時期的母校地理位置圖

2.10日治時期的母校校園配置

2.10.1母校創校初期(1919年前)校舍面積及完工日期

2.10.2大正14(1925)年學校校舍配置

2.10.3大正15(1926)年學校校舍配置

2.10.4昭和8(1933)年校舍模型圖

2.10.5昭和12(1937)年校舍改築與新築計畫

2.10.6昭和16(1941)年校舍配置

2.10.7昭和18(1943)年校舍配置

2.11日治時期的母校之校舍

2.11.1 大正4(1915)年寄宿舍自修室及炊事室設計圖

2.11.2 大正年代的校舍相片

2.11.3 昭和年代的校舍相片

2.12日治時期的母校學生實習及生活留影

2.12.1大正15(1926)年的工場實習及實驗

2.12.2昭和9~17(1934~1942)年的工場實習及實驗

2.12.3學生宿舍生活剪影

2.12.4體育活動及社團生活剪影

2.12.4.1日本時代男人的運動

2.12.4.2其他各類社團

2.12.4.3赴日本內地參觀

2.12.4.4軍事教育

參考資料：

(續上篇)

2.9日治時期的母校地理位置圖

明治45(1912)年7月5日台灣總督府訓令第百五十三號 臺灣總督府民政部學務部附屬工業講習所規程中，第一條　臺灣總督府民政部學務部附屬工業講習所，設於臺北廳大加蚋堡大安庄。

大正9(1920)年10月台灣行政區劃，由「廳制」改為「州制」。大正10(1921)年5月25日臺灣總督府告示第87號，公告「臺北州立臺北第一工業學校」「位置：臺北州臺北市大安字12甲」。此位置地址一直使用至日治時期結束。

茲在國立台灣圖書館及中央研究院人社中心地理資訊科學研究專題中心找到日治時期臺北市地圖，可以一窺當年母校座落位置周遭的變遷情形。

圖83 大正11(1922、民國11)年位於臺北州臺北市大安字12甲之臺北州立臺北第一、第二工業學校地理位置圖， (資料來源：臺北市新地圖 新高堂書店 國立台灣圖書館 日治時期期刊影像系統-地圖資料庫)

上圖標示之「工業學校」係100年前母校由工業講習所改為臺北州立臺北第一及第二工業學校時之地理位置。當時母校位於臺北市郊區，坐落在臺北驛(火車站)到松山驛的縱貫線公路(現在的八德路)旁，周圍都是稻田，滿荒涼的。

圖84 昭和2(1927、民國16)年位於臺北州臺北市大安字12甲之臺北州立臺北第一、第二工業學校地理位置圖， (資料來源：臺北市新地圖 新高堂書店 國立台灣圖書館 日治時期期刊影像系統-地圖資料庫)

圖84為昭和2(1927)年11月3日出版的「臺北市街圖」地形圖，圖中標示的「工業學校」，就是94年前母校「臺北州立臺北工業學校」的所在地，從圖上可以看出當時母校位於兩條小溪(其中左邊那條在1933年擴建為特一號道路排水溝)匯合處的稻田之中，只有母校大門的臺北-松山縱貫線公路旁有兩座酒廠及日華紡織廠，尚有「血清作業所」(1931年遷到淡水)。

圖85昭和7(1932、民國21)年臺北州立臺北工業學校地理位置圖(資料來源：臺北市街圖 新高堂書店 國立台灣圖書館 日治時期期刊影像系統-地圖資料庫)

上圖標示之「工業學校」係90年前母校由臺北州立臺北第一及第二工業學校合併為臺北州立臺北工業學校時之地理位置。當時母校周圍還是稻田，但漸有開發情形，右上角臺北-松山縱貫線公路旁有「高砂啤酒會社(戰後的第二酒廠，現建國啤酒廠)」，左方也有「酒工廠(戰後的第一酒廠)」，在母校北方鐵路平交道旁還設有「北臺北」火車站。

圖86 昭和10(1935、民國24)年臺北州立臺北工業學校地理位置圖(資料來源：臺北市鳥瞰圖 基隆要塞司令部製圖 東光株式會社出版 國立台灣圖書館 日治時期期刊影像系統-地圖資料庫)

上圖為基隆要塞司令部所繪製之鳥瞰圖，所標示之「工業學校」係86年前母校臺北州立臺北工業學校時之地理位置。鳥瞰圖更能一目瞭然看出母校仍坐落於稻田中，兩座酒廠及「北臺北」火車站也分別出現在母校兩側，但往臺北驛的公路兩旁已有房屋顯現。

至於臺北市其他重要政府機關、學校、火車站也有明顯標出。我特別注意到萬華-新店線(現汀洲路)、臺北-淡水線鐵路的「古亭町、水源地、公館」、「大正街(現捷運中山站)、雙連」等火車站，至於母校旁的「北臺北」火車站，我1958年就學時倒沒注意到，是否廢掉了？。但也赫然看見母校北方的「明石總督墓、乃木家墓地、共同墓地(現晶華酒店附近之林森、康樂公園)」，也就是我民國47年來臺北工專上學時的「極樂殯儀館」所在地，但那時公園都是違章建築，不知道有墓地。

圖87昭和11(1936、民國25)年臺北州立臺北工業學校地理位置圖(資料來源：改正臺北市全圖-臺北市區計画街路及公園 台灣日日新報 國立台灣圖書館 日治時期期刊影像系統-地圖資料庫)

上圖所標示的「工業學校」，把母校臺北工業學校校舍平面圖繪製得滿清楚的，也顯示出校舍好大，校舍布置跟我1958年入學時差不多。此外，此臺北市地圖也顯示出都市計畫道路，有通過母校大操場的計畫道路(現忠孝東路)，及母校右(東)側計畫大道路(現建國高架道路)等。

圖88昭和14(1939、民國28)年臺北州立臺北工業學校地理位置圖(紅字為加註現在稱呼文字)(資料來源：瑠公水利組合區域圖 臺灣水圳文化網＠Sinica 中央研究院人社中心地理資訊科學研究專題中心)

1939年專門繪製臺北市水圳水路(紅色粗線為幹線水路、中粗線為支線、細點線微小給水路)與河川排水的「瑠公水利組合區域圖」(圖88)中，所標示的「工校」，係82年前的母校臺北工業學校所在地，剛好座落在經常被人誤認為瑠公圳的新生南路大排水溝(也是日治時期的特一號計畫道路，也有人稱堀川)與另一條源頭在蟾蜍山、六張犁、軍功山、三張犁等臺北市周圍山邊小溪匯集而成的(不知名)小溪之匯合點。

民國47年我在臺北工專就讀時，學校大門在當時中正路(後改名八德路)1430號，一出校門就有一條跨過新生大排的小橋(新生大排左轉接到不知名溪上)，才到中正路上；右轉中正路後沒多遠處就是新生大排與不知名溪匯合後大排水溝再左轉到現在的渭水路接新生北路大排水溝。所以中正路上又有一座橫跨會合後的大排水溝的橋樑，然後才是鐵路平交道，再往松山方向。現在鐵路地下化，新生南路大排水溝及渭水路大排水溝加蓋變成馬路後，現代人都看不到從前的(臭)水溝了(50年代的汙水排放味道難聞)！

圖89 昭和20(1945、民國34)年臺北州立臺北工業學校地理位置圖(彩色字為加註現在稱呼文字)(資料來源：美國陸軍部陸軍地圖服務中心 德州大學奧斯丁分校圖書館)

在二戰末期的1945年，太平洋戰場上美軍正步步進逼日本本土，美軍計畫攻佔當時仍為日本領土的台灣，準備了如圖89的軍用城市圖，用於地面作戰戰術之用；該圖係利用美軍1944年的空拍相片，但因無法實地調繪，而參考日本帝國測量局之1926~1943年臺北市與鄰近區域圖繪製而成。該圖比較強調道路、街廓、建物與重要設施(如電力線、機場跑道、港口)，及相關的地名註記。

圖89中母校臺北工業學校建物與操場配置被註記了「School」。同時也發現新生南路大排水溝在母校大門前沒有右轉接無名溪而直接穿過中正路引接的錯誤繪製。母校四周的第一與第二(現建國啤酒廠)酒廠、植物米穀檢查所(空軍新生社)、日華紡織、總督府工業研究所(空軍總部)等建物都顯著註記(深黑色)。

圖90 昭和20(1945、民國34)年臺北州立臺北工業學校地理位置圖(有色字為加註現在稱呼文字)(資料來源：美軍航照相片美國國家檔案館 1945年臺北城市地圖與空照影像海報 中央研究院人社中心GIS專題中心)

上圖為1945/3/13美軍拍攝的航照相片，母校建物操場等校園布置滿清楚的，那就是我記憶中1958年的校園景象，母校下(南)方、西方(過新生南路)、北方(過縱貫鐵路)都新蓋了許多日本式房舍，這些日本宿舍都是民國40年代提供母校學生租房子(在圍牆搭違建)之處。母校大門前方的中正路(後改名八德路)是臺北到松山的縱貫線公路幹線。母校西方還有一大塊稻田，然後才是大排水溝，兩旁的新生南路也很清楚顯現。

2.10日治時期的母校校園配置

2.10.1母校創校初期(1919年前)校舍面積及完工日期

母校最早的前身總督府民政部附屬工業講習所，位在臺北廳大加蚋堡大安庄之新建校舍為兩層樓的本館260坪，及其他校舍300多坪，係於明治45(1912)年7月27日竣工，是母校最早的校舍。接著：

• 大正2(1913)年12月25日金工與木工工場345坪於完工使用。
• 大正3(1914)年6月23日寄宿舍自習室125坪也竣工。
• 大正5(1916)年3月31日自習室及炊事室150坪竣工。
• 大正6(1917)年5月25日木型工場52.5坪竣工。
• 大正7(1918)年3月31日應用化學科工場345.1坪竣工。
• 大正8(1919)年1月28日寄宿舍205.625坪竣工。

總計校園占地面積有4.481甲(13,147.55坪)，建坪總計1,781.725坪。

因為當時的工業講習所位於臺北經松山到基隆的縱貫線旁，兩條小溪(排水溝)交會處，四周都是稻田，龐大的校舍成為一座非常明顯的地標。

2.10.2大正14(1925)年學校校舍配置

目前找到最老的校舍配置圖係北科大校友會名譽會長高明輝會長專訪「談北科大的環境與生活」中，根據遠流出版社復刻1925(大正14)年「日治時代二萬五千分之一台灣地形圖」為底圖，回憶校舍之配置圖，詳見下圖(圖91)：

圖91 大正14(1925、民國14)年臺北州立臺北工業學校配置圖 [資料來源：專訪：高明輝會長（北科大校友會名譽會長）談北科大的環境與生活 北科大空間歷程與意義/系列報告2005/5/9  MJ PAPER網站]

高明輝會長係昭和5(1930)年在300名建築科台籍報考生錄取3人中之一人，競爭非常激烈，昭和10(1935)年畢業。他根據那張1925年台灣地形圖上所繪製的校舍圖，回憶當年校園配置，用英文字母代號加註說明建物用途，讓學弟們一目瞭然百年前的校園分布。[該原圖的縱貫線C中正路(現在八德路)往松山方向有一座橫跨堀川大排水溝(跟無名溪匯合後)的公路橋，位置畫錯，筆者已經予以更正。]

高會長回憶的圖91，也幫我解惑「北臺北」火車站，原來高會長當年家住樹林，每天從樹林搭火車通勤，在「B-北臺北」火車站下車到校上課；15：30下課就到「A-樺山站」搭15：55的火車回家，若沒趕搭上就要走路半個多鐘頭到「臺北火車站」搭車。「B-北臺北」火車站在戰後改名為「新生站」。我民國47年入校時倒沒注意到。

從圖91中，可以看到1925年建校14周年，校園設施還滿齊全的，從學校唯一出入口「日新橋」進來左側，有一座海拔14.47m的測量基準點。往校園看去就是二層樓木造的主館，一樓是辦公室，中間入口(玄關)一進去，旁邊就是校長室，那裡掛了一幅日本天皇的肖像，大家經過時都要敬禮。在講習所成立初期，學生宿舍尚未建好，主舘二樓部分教室先充當宿舍。

主館右前方及右側為棒球場及游泳池。主館後方，有網球場、室外蓋頂的相撲場、劍道、柔道館；學寮(宿舍)、浴室、教室、各科實習工場、新闢操場(運動場)橄欖球場、野球場等。

另外，我在總督府交通局大正14(1925)年「電氣事業要覽」第28頁「二、第一種自家用發電工作物施設別發電所概況」(表1)中第64頁，發現有「臺北工業學校 發電所」設有原動機50馬力汽輪機、220伏、30kW交流發電機一台。工業學校有「發電所」的確有夠酷了，怪不得當年日本全國(包括台灣、朝鮮)只有16所工業學校，臺北工業在工業學校評鑑還得過全日本第二名，素質不輸日本內地學校。

表1 大正15(1926、民國15)年臺北州立臺北工業學校發電所概況[資料來源：第四回 電氣事業要覽 昭和元年12月末現在 台灣總督府交通局 昭和二年六月五日發行 日治時期圖書影像系統 國立台灣圖書館]

2.10.3大正15(1926)年學校校舍配置

下圖(圖92)係臺北州立臺北工業學校成立15周年，於大正15(1926)年11月10日發行的「臺北州立臺北工業學校一覽」第177頁所附的「臺北州立臺北工業學校配置圖」。本配置圖比高會長回憶圖更為精確(可惜掃描時解析度不足不夠清晰)，更完整。

圖92 大正15(1926、民國15)年臺北州立臺北工業學校配置圖[資料來源：臺北州立臺北工業學校一覽 臺北州立臺北工業學校 大正十五年十一月十日發行 日治時期圖書影像系統 國立台灣圖書館]

主要校舍配置分別為：兩層樓的主館一樓為校長室及辦公室、與普通教室，同一排另棟兩層樓為普通教室用。主館後面連三落建物，依次為應用化學科實驗室及工場、電氣科實習工場及繪圖室、機械科及建築科實習工場等。在工場東方側則為學生宿舍、炊事室、食堂(餐廳)、浴室、自習室等。

2.10.4昭和8(1933)年校舍模型圖

圖93 昭和8(1933、民國22)年臺北州立臺北工業學校校園模型 [資料來源： Ch2.百年校園的古往今來 臺北科大校史館]

上圖93的昭和8(1933)年母校校園模型，好像是圖92平面圖的立體圖，因為沒有新增校舍。最後一落有根高聳的煙囪，對照似乎是臺北工業學校發電所(汽罐室-鍋爐)的煙囪，可做為學校的地標。

2.10.5昭和12(1937)年校舍改築與新築計畫

昭和12(1937)年1月23日臺北州會議長臺北州知事藤田傊治郎主持之州會議決通過「議第八號 臺北工業學校營繕費借入」案(圖12)。並於昭和12年7月26日由臺北州藤田知事呈請台灣總督小林躋造認可(圖13)。

本營繕費借入理由(圖96)，係臺北工業學校因為本館為木造二樓建物，屋齡至今已經25年，木材腐朽且蒙蟻害，至為危險，必須重新建築；另外新設採鑛科，學生人數隨之增加，需要增築教室等設施。所要經費57萬1千圓中，依州財務方便場合，借入45萬圓。

圖95 昭和12(1937、民國26)年1月23日臺北州會通過臺北工業學校營繕費用借入 (資料來源： 臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖95 昭和12(1937)年7月26日臺北州藤田知事呈請台灣總督小林躋造認可臺北工業學校營繕費用借入 (資料來源： 臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統]

圖96 昭和12(1937)年7月26日臺北州藤田知事呈請台灣總督小林躋造認可臺北工業學校營繕費用借入所附「借入理由書」 (資料來源： 臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

該呈文中附件附有「工業學校改築工事新舊對照表」三張(圖97~99)，將學校各類校舍新數量與舊數量對比出增數與減數明細表，並附摘要說明。本表清晰文字對其他校園配置圖因解析度不足不清楚的標示可做為參考。另外新設的採鑛科設置之特別教室也附上明細表如圖100。

圖97 昭和12(1937)年7月26日臺北州藤田知事呈請台灣總督小林躋造認可臺北工業學校營繕費用借入所附「工業學校改築工事新舊對照表-1」 (資料來源： 臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖98 昭和12(1937)年7月26日臺北州藤田知事呈請台灣總督小林躋造認可臺北工業學校營繕費用借入所附「工業學校改築工事新舊對照表-2」 (資料來源： 臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖99 昭和12(1937)年7月26日臺北州藤田知事呈請台灣總督小林躋造認可臺北工業學校營繕費用借入所附「工業學校改築工事新舊對照表-3」 (資料來源： 臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖100 昭和12(1937)年7月26日臺北州藤田知事呈請台灣總督小林躋造認可臺北工業學校營繕費用借入所附「臺北工業學校採鑛科工事新舊對照表-1」 (資料來源： 臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館臺灣文獻館文獻檔案查詢系統)

另外，隨文也附上「臺北州立臺北工業學校改築整備平面圖」藍晒圖(圖101、圖102)，圖上標示了既設建物與用紅色線條標註的改築/新築建物。

圖101 昭和12(1937、民國26)年臺北州立臺北工業學校改築整備平面圖之一(一樓) (資料來源：臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館台灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖102 昭和12(1937、民國26)年臺北州立臺北工業學校改築整備平面圖之二(二、三樓) (資料來源：臺北州臺北工業學校營繕費資金借入ニ關スル認可指令案 國史館台灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖103 昭和12(1937)年臺北州立臺北工業學校改築模型(資料來源：臺北工業學校校友會 第18期會誌 臺北工業學校校友會雜誌部-昭和14年4月16日發行 日治時期圖書影像系統 國立台灣圖書館)

上圖為臺北工業學校校友會雜誌部所發行的第18期會誌刊登慶祝母校「創立25周年紀念工業展」特刊，刊登了工業展所展出之前述花費57.1萬圓改築增築計畫完成後臺北工業學校雄偉的校舍模型圖，實際竣工後將名符其實為東洋第一的工業學校。可惜的是當(1937)年發生蘆溝橋事變(日本稱為支那事變)，開啟了中日八年戰爭，該計畫展延，最後主館改建三樓建物並未動工，只有土木科、採鑛科建物有完成。

2.10.6昭和16(1941)年校舍配置

昭和14(1939、民國28)年3月16日總督府為配合當時非常時局(中日戰爭)，急需養成下級工業技術員，擬設置總督府文教局附屬一年制夜間工業技術練習生養成所，正式行文台北州知事借用台北州立台北工業學校建物設備及敷地(州有地)使用。 昭和16(1941、民國30)年11月11日台北州知事三輪幸助回文總督官房會計課長承認台北工業學校建物及敷地使用，為期五年(昭和14-20年)，文中附上一幅「臺北州立臺北工業學校現在平面圖」(圖104~105)。圖中有標示出借用建物及總督府借用州有地自建建物，詳如下圖：

圖104 昭和16(1941、民國30)年臺北州立臺北工業學校現在平面圖(一樓) [資料來源：文教局附屬工業技術員養成所實習室敷地使用ノ件（州有地）（臺北州） 國史館台灣文獻館文獻檔案查詢系統]

圖105 昭和16(1941、民國30)年臺北州立臺北工業學校現在平面圖(二樓) [資料來源：文教局附屬工業技術員養成所實習室敷地使用ノ件（州有地）（臺北州） 國史館台灣文獻館文獻檔案查詢系統]

上述兩圖(圖104及105)原圖為一張大圖，

為放大看得更清楚，將一樓與二樓分成兩張平面圖，並將代號說明加註在圖上代號旁。圖中紅色斜線方塊為總督府借州有地自建建物，黑色斜線方塊為借用教室。

2.10.7昭和18(1943)年校舍配置

當今母校國立台北科大圖書館館藏的昭和18(1943)年「台北州立台北工業學校配置圖」，用代號表示校舍建物名稱，還滿清楚的，詳如下圖106。這些校舍配置跟我1958年入學時差不多，我記得有些建物(例如宿舍、餐廳)都很老舊。

圖106 昭和18(1943、民國32)年臺北州立臺北工業學校配置圖 [資料來源：數位化成果 臺北科大圖書館]

2.11日治時期的母校之校舍

2.11.1 大正4(1915)年寄宿舍自修室及炊事室設計圖

大正四(1915)年9月15日台灣總督府民政部土木局公布「總督府工業講習所自修室、炊事室增築地形及煉瓦積其他工事」公開招標(共有六組請負人來投標，9月28日決標由濱口商行以3,940圓得標)附上工程圖面如下圖：

圖107 大正4(1915、民國4)年總督府工業講習所寄宿舍其他新營生徒自修室增築及地形伏其他工事之圖 (資料來源：工業講習所增築工事地形及煉瓦積立工事 國史館台灣文獻館文獻檔案查詢系統)

圖108 大正4(1915、民國4)年總督府工業講習所寄宿舍其他新營配置圖並炊事場增築其他工事之圖 (資料來源：工業講習所增築工事地形及煉瓦積立工事 國史館台灣文獻館文獻檔案查詢系統)

上兩圖所示藍圖之自習室與炊事室於大正5(1916)年3月31日竣工使用，到了1958年我入學時，建物屋齡已達42年仍在使用但已經非常破舊了。

2.11.2 大正年代的校舍相片

• 大正3(1914)年總督府工業講習所校門與主館

母校校舍最老的相片，我在母校國立台北科大校史館找到一張大正3(1914)年，從台北往松山(基隆)縱貫線(1950年代的中正路，目前的八德路)往母校校園拍攝的相片。可以看到橫跨堀川大排水溝的小橋，過了校門，聳立著一棟1912年7月新建的兩層木造260坪樓房，這是總督府工業講習所的「本館」，一樓作為辦公室(校長室等)、普通教室之用，二樓除了普通教室外，寄宿舍尚未完工前也作為學生宿舍。詳如下圖所示：

圖109 大正3(1914、民國3)年總督府工業講習所設校時之大門與校舍 [資料來源：校史編年 臺北科大校史館]

• 大正12(1923)年台北工業學校校舍

1923年4月16日，日本皇太子裕仁(後來的昭和天皇)應台灣總督田健治郎邀請，搭乘軍艦來台訪問12天(台灣行啓)，4月17日裕仁太子派御使東宮侍從龜井茲常伯爵參觀臺北工業學校時，在「皇太子殿下臺灣行啟記念寫真帖(1923)」留下一張台北工業學校相片，詳如下圖：

圖110 大正12(1923、民國12)年四月皇太子臺灣行啟，四月十七日御使東宮侍從龜井茲常伯爵參觀臺北工業學校時之臺北工業學校景觀 [資料來源：皇太子殿下臺灣行啟記念寫真帖(1923) 寫真資料庫-日治時期期刊影像系統 國立台灣圖書館]

上圖1923年台灣行啟紀念寫真帖中的這張校舍照片像似圖101大正3(1914)年主館之近照(放大照)，但看起來不像建校11年(1912年校舍完工)的校園，因為樹木好像剛種的長得並不高？這棟校舍對我這1958年的入學新生頗有印象，那時一樓為校長室、教務室、訓導室等辦公室，二樓則為機械科的普通教室。

• 大正15(1926)年台北工業學校校舍

大正15年台北工業學校建校15周年，發行了一本177頁的「臺北州立臺北工業學校一覽」，共有11章，介紹母校的學年曆、沿革略、令規、內規、教職員及生徒(學生)名單、卒(畢)業生名冊、各項統計、教科用圖書、及附錄等，另外在封面後附有多張校園及學生實習與生活照片，讓校友們了解當年母校的景象，詳如下列圖片所示：

圖111大正15(1926、民國15)年臺北州立臺北工業學校從大門小橋看校舍景觀 [資料來源：臺北州立臺北工業學校一覽 大正十五年十月調 臺北州立臺北工業學校 大正十五年十一月十日發行 國立台灣圖書館]

上圖這張取景角度跟圖27同個位置，從台北-基隆縱貫線眺望校園，但相隔約12年，除了校園對外唯一聯絡小橋有改建外，母校設施更完整，後方聳立著發電所及工廠煙囪(可惜相片解析度太低不清楚)。

下圖(圖112)為生徒(學生)在前操場舉行升旗朝會，前方校舍從左到右依序為主館、生徒控室(風雨操場)、銃器室、倉庫等建物。詳見下圖：

圖112 大正15(1926、民國15)年臺北州立臺北工業學校操場朝會 [資料來源：臺北州立臺北工業學校一覽 大正十五年十月調 臺北州立臺北工業學校 大正十五年十一月十日發行 國立台灣圖書館]

• 1918年的應用化學科工場

345.1坪的應用化學科工場竣工於大正7(1918)年3月31日，我在母校國立台北科大「校史相片館 日治時期」網站上找到一張清楚的應用化學科工場(實驗室等)老相片，詳見下圖：

圖113 1920年代臺北州立臺北工業學校應用化學科工場 [資料來源： 日治時期 校史相片館 國立台北科大]

上圖的「廊下(類似騎樓)」的八角斷面RC廊柱，造型特殊，設計頗為細緻優美，2018/1/30被台北市政府文化局登錄為歷史建築的「一大川堂」，是不是這條廊下？在我印象中母校有三條工場廊下，猶記得當年在校時圖書館客滿時，我就在這些廊下找個地方溫習功課，到現在還沒忘記！我的記憶其他兩條工場(電機及機械科)廊下廊柱是木桿非水泥柱(屋頂是煉瓦)？

2.11.3 昭和年代的校舍相片

• 昭和5(1930、民國19)年台北工業學校校門

昭和五(1930)年台北工業學校增設一年制夜間工業講習所，當時學校校門右側門柱掛著「台北州立台北工業學校」、左側門柱高掛「台北夜間工業講習所」校名牌匾，詳見下圖：

圖114 昭和5(1930、民國19)年台北工業學校及台北夜間工業講習所之大門與校舍 [資料來源：校史編年 臺北科大校史館]

1930年母校建校將近20年，上圖校門內所種的榕樹已經長大，而且修剪得有照型，滿美觀的。下圖則為從大門往校外看之校門內景：

• 昭和9(1934)年學校校門內景

圖115 昭和9(1934)年從校門由內往外(現八德路)看景觀[資料來源：臺北科大校史館]

• 昭和5(1930、民國19)年從東北側酒廠眺望台北工業學校校景

另外，在國家圖書館「台灣記憶」網站找到一張台北市文獻委員會典藏的「臺北工業學校（今臺北工專）一帶」老照片(圖116)，這張照片應是在當時的高砂啤酒會社工場(1958年為第二酒廠，現稱建國啤酒廠)向臺北工業學校方向眺望拍攝，照片中從左到右貫穿鐵路的白色水泥道路為當時台北-(松山)基隆縱貫線(1958年時為中正路，今稱八德路)，在右端還可見到縱貫鐵路的平交道，最右端民宅擋住的就是台北工業學校校門小橋。在前方的母校校舍滿壯觀的，最前方木造兩層樓的主館旁，新建了另一棟兩層樓校舍(1958年時為育才大樓-化學科教室)，後方母校發電所煙囪高聳著，非常顯著。左側遠方好像是蟾蜍山隱約可見！還有鐵路左側白色建物是不是「北台北」火車站，值得探究一番？

圖116 昭和5(1930、民國19)年從第二酒廠(今建國啤酒廠)眺望臺北工業學校(今國立台北科大)一帶景觀 [資料來源：臺灣記憶 國家圖書館]

• 昭和6(1931、民國20)年從母校西北側眺望台北工業學校校景

在國立台灣圖書館「台灣紹介最新寫真集(1931)」也找到從當時縱貫路(現今八德路)靠堀川大排水溝(現今新生南路)遠眺台北工業學校的像片。這張相片係母校西側之校舍(前一張為東北側)，在一片稻田隔著綠籬，聳立著龐大座落的台北工業學校校舍醒目地標。從左而右，第一排依序為警衛室、倉庫(後方為主館)、銃器室、生徒控室(風雨操場)、應用化學科實驗室、機械科實驗室等。後方高聳煙囪應該是台北工業學校發電所煙囪。詳見下圖：

 圖117 昭和6(1931、民國20)年從現在的八德路新生南路交叉口附近眺望臺北工業學校時之臺北工業學校景觀 [資料來源：臺灣紹介最新寫真集(1931) 寫真資料庫-日治時期期刊影像系統 國立台灣圖書館]

• 昭和6(1931)年從母校新完工大操場眺望校景

昭和6年(1931)年完工的後大操場(這座操場位置剛好座落在現在忠孝東路三段計畫道路上)，從這方向可以看到母校後方的校舍景觀。參照前面的圖104或106校舍平面配置圖大略可知，從右至左依序為自習室、土木建築科大樓(二層樓)、材料倉庫、氣罐(鍋爐)室、機械室等，高高的煙囪應該是台北工業學校發電所30kW發電機鍋爐之煙囪，為一座很遠就看得到的地標。

圖118 昭和6(1931)年完工的(後)大操場及母校後方的校舍景象[資料來源：[資料來源：台北科大校史相片館 日治時期]

• 昭和7(1932、民國21)年從前操場朝會看校舍

跟圖112相同角度場景，但相隔6年的升旗朝會像片，這張清楚多了！升旗台在木造兩層樓主館前，往右那棟一層建物為「生徒控室(風雨操場)」，接著右轉角為銃器室、及倉庫。

圖119 昭和7(1932、民國21)年臺北州立臺北工業學校前操場升旗朝會 [資料來源：[資料來源：臺北科大校史館]

• 昭和11(1936)年昭和11(1936) 9月竣工、昭和13及昭和15年的校門校舍日新橋之比較

母校在昭和11(1936)年9月把校門、學校圍牆、以及跨越堀川大排水溝的小橋「日新橋」重新修建，變成煥然一新，詳見下圖：

圖120 昭和11(1936)年9月竣工之臺北州立臺北工業學校校門及日新橋 [資料來源：臺北工業學校校友會 第16期會誌 昭和12年3月9日發行 國立台灣圖書館]

看了上張相片才知道校門前方的小橋叫「日新橋」，過了22年1958年入學時，我倒沒注意到橋的名字！

到了昭和13(1938)年講堂(大禮堂)落成(圖122)，禮堂大門與校門、及日新橋剛好成一軸線！一進校門那棵大樹也保留下來，滿起眼的，這幅景象也是我1958年入學時的記憶，至今沒有忘記，1940年所拍照片可資證明，詳見下圖：

圖121 昭和15(1940)年之臺北州立臺北工業學校校舍與校門及日新橋 [資料來源：1940-臺北州立臺北工業學校之八德路校門-北科大提供-募集大安影線上老照片展-臺北市立文獻館]

圖122 昭和13(1938)年9月講堂竣工後之臺北州立臺北工業學校校門[資料來源：台北州立台北工業學校昭和13年卒業紀念帖-國立台北科大-拓展臺灣數位典藏計畫]

• 昭和11~13(1936~1938)年落成之校舍教室

臺北州立臺北工業學校於昭和11(1936)年5月興建完成土木科教室，這是一棟兩層樓鋼筋混凝土建築，1958年我入學時還繼續使用，且在二樓頂加蓋三樓煉瓦教室(好像違章建築)。詳見下圖：

圖123昭和11(1936)年5月竣工之臺北州立臺北工業學校土木科教室 [資料來源：[資料來源：[資料來源：臺北科大校史館]

過一年的昭和12(1937)年3月跟土木科大樓垂直連接的機械及電氣科教室(兩層樓)也竣工，這棟是我1958年入學時電機科教室，那時已經使用21年了。詳見下圖：

圖124 昭和12(1937)年3月竣工之臺北州立臺北工業學校機械及電氣科製圖室 [資料來源：臺北工業學校校友會 第16期會誌 昭和12年3月9日發行 國立台灣圖書館]

又過一年的昭和13(1938)年9月末，位於校門口的講堂(大禮堂)落成，內部還滿大且富麗堂皇，這座大禮堂也是我1958年入學時開學典禮及1963年畢業典禮的所在。詳見下兩圖：

圖125 臺北州立臺北工業學校昭和13(1938)年9月末竣工之講堂(禮堂)大門 [資料來源：[資料來源：臺北科大校史館]

圖126 臺北州立臺北工業學校昭和13(1938)年9月末竣工之講堂(禮堂)內部 [資料來源：[資料來源：臺北科大校史館]

同一年(昭和13年)採鑛科教室(兩層樓)竣工，從右下角的應用化學科實驗室(工場)屋頂眺望對面的採鑛科教室直角連接到土木建築科教室，又再90度轉角連接電機科製圖教室(與應化實驗室另一頭連接)成一ㄇ字型(稍微缺角)二層樓建築。整個校舍看起來滿壯觀的。另外在採鑛土木建築科大樓一樓所組成長長有裝窗戶的廊下(騎樓)，形成看似一幅無盡頭幾何圖案，煞是美觀。這道廊下是我上學期間到電機科教室必經之路，印象深刻(可惜現在都被拆光光了)。詳見下列兩圖：

圖127應化實驗室樓上，眺望昭和13(1938)年9月末竣工之新校舍採鑛、土木、建築科教室[資料來源： 日治時期 校史相片館 國立台北科大]

圖128 臺北州立臺北工業學校昭和13(1938)年9月末竣工之新校舍、土木、建築、採鑛科樓下教室走廊 [資料來源：臺北工業學校校友會 第18期會誌 昭和14年4月14日發行 國立台灣圖書館]

2.12日治時期的母校學生實習及生活留影

傳統上母校就是非常重視實習與實驗的學校，100年前學校的各科實習工場、實驗室、發電所、醬油工廠、甚至飛行機等設備就很齊全；至於體育的各類球場、柔道、相撲、劍道、游泳池及風雨操場(室內體育場)一應俱全，學生宿舍、餐廳與廚房、自修室、娛樂室、浴室也都有。至於各類社團，甚至當時設在校內校友會的社團也有20個。所以也給學生們留下多采多姿的聲影。茲蒐集相關代表性照片如後：

2.12.1大正15(1926)年的工場實習及實驗

 下列三張像片(圖129~131)，都是大正15(1926)年學生在繪圖室繪圖、化學及機械科實驗室做試驗的照片，勾起校友們當年當學生的記憶，詳見下圖：

圖129 大正15(1926、民國15)年臺北州立臺北工業學校製圖課 [資料來源：臺北州立臺北工業學校一覽 大正十五年十月調 臺北州立臺北工業學校 大正十五年十一月十日發行 國立台灣圖書館]

圖130 大正15(1926、民國15)年臺北州立臺北工業學校應用化學科實驗課 [資料來源：臺北州立臺北工業學校一覽 大正十五年十月調 臺北州立臺北工業學校 大正十五年十一月十日發行 國立台灣圖書館]

圖131 大正15(1926、民國15)年臺北州立臺北工業學校機械科實習課 [資料來源：臺北州立臺北工業學校一覽 大正十五年十月調 臺北州立臺北工業學校 大正十五年十一月十日發行 國立台灣圖書館]

2.12.2昭和9~17(1934~1942)年的工場實習及實驗

母校台北科大圖書館、校史館及校友會保存有許多日本時代台北工業學校的學生工場實習與實驗珍貴相片，茲蒐集一些各科代表性者如下：

• 機械科：

我找到的機械科實習工場照片，從鍛冶、打鐵、機械工場，比較令人驚奇的是居然有滑翔機，原來在前述學校平面配置圖(圖101、104、106)上都有「飛行機、自動車」倉庫，果然飛行機倉庫有放一架飛機(圖55)。同理自動車倉庫也有汽車才對？可見當時台北工業學校的教學設施滿齊全的。

在我1958年進入電機科就讀時，也有到過機械科的實習工場，先做沙模、灌煮得火燙的鋁水(熔液)，灌在沙模上，做成鑄鋁正方形，再去磨光(平)。看到這幾張相片，也勾起我60幾年前的回憶。詳見下列四張相片：

圖132 機械科昭和17(1942)年之鍛冶工場 [資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖133 機械科實習鐵工場[資料來源：台北州立台北工業學校昭和7年3月卒業紀念帖-國立台北科大-拓展臺灣數位典藏計畫]

圖134 機械科實習工場[資料來源：台北州立台北工業學校昭和7年卒業紀念帖-國立台北科大-拓展臺灣數位典藏計畫]

圖135 機械科昭和15(1940)年之滑翔機實習工場 [資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

• 電氣科：

很可惜我的母科電氣科沒找到幾張相片，可以一解我的思念。下圖所示之配電盤、電動機(馬達)，我已經記憶模糊了，沒有前述機械工場鑄鋁的那般深刻的記憶。總督府交通局大正14(1925)年「電氣事業要覽」所記載的「台北工業學校發電所 30kW汽輪發電機」也很可惜沒找到相片，只在母校後大操場看到發電所汽罐(鍋爐)室高高的煙囪而已。

圖136 電氣科實習工場 [資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖137 昭和6(1941)年電氣科學生與老師在講堂(大禮堂)前合影 [資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

• 土木建築科：

土木建築科還好找到五張照片，印象比較深刻的是野外測量實習(圖141)，那張相片剛好在堀川大排往校園拍攝，照相時間應該是秋天稻穀收割後，一把一把捆好的稻草立在稻田中，後方就是母校西側的校舍群，高高的發電所煙囪非常醒目。

此外，另有蓋木造房屋、製作大樓模型也讓我印象深刻(圖143、144)。另外一張拉伸試驗機相片，該機在1940年購入，為土木建築、機械、採礦科共用，在戰侯1960-70年代幫業界做許多材料拉力試驗，1980年逐漸功成身退。

圖138 昭和9(1934)年土木科學生與老師在實習工廠前合影 [資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖139土木科野外測量實習[資料來源： 百年校園的古往今來-臺北科大 校史館 國立台北科大]

圖140土木科實習蓋房屋 [資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖141 建築科實習工廠[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖142昭和15(1940)年拉伸試驗機(土木建築、機械、採礦科共用)實習工場建築科學生 [資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

• 應用化學科：

應用化學科的三張照片，那張97年前的醬油工場(圖145)最令人感到興趣，原來母校的醬油工場是百年老店了！我印象中1958年入學時還有聽過醬油工場，後來就廢棄了！不然現在市面上很夯的屏東科大醬油，可能不是母校百年醬油的敵手？

圖143 昭和9(1934)年應用化學科學生在醬油工場釀製醬油[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖144 應用化學科實驗室定性分析[資料來源：台北州立台北工業學校昭和16年卒業紀念帖-國立台北科大-拓展臺灣數位典藏計畫]

圖145 應用化學科學生試驗室實驗[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

• 採鑛科：

採礦科室比較晚成立的，只找到一張台北州礦山標本相片。

圖146 採鑛科學生工場實習[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

2.12.3學生宿舍生活剪影

母校最早的總督府民政部附屬工業講習所明治45(1912)年成立時，生徒(學生)宿舍先設在木造二層樓本館的二樓。大正3(1914)年6月23日寄宿舍自習室125坪竣工、大正5(1916)年自習室及炊事室150坪完工、大正8(1919)年1月28日寄宿舍205.625坪竣工，就形成在校舍(尚未興工之土木科大樓)東邊的學寮(宿舍)區。

到了1958年我入學那時，這群宿舍都還在，但非常老舊，而且非常難申請入住。倒是學生餐廳是我一直都在這裡搭伙。看到這些日治時代早年宿舍生活照，滿是羨慕當年他們能享用設備齊全且有舍監管理(圖155)的宿舍。因為我那時剛入學時在外租屋，真是不堪回首，容後再敘。

圖147 昭和16(1941)年學生宿舍前院中庭[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖148 昭和17(1942)年宿舍前寄宿生合照[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖149 昭和16(1941)年學生宿舍前晨操[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖150 昭和9(1934)年學生宿舍自修室[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖151 昭和15(1940)年學生宿舍餐廳[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖152 昭和7(1932)年學生宿舍澡堂(浴室)[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖153 學生宿舍澡堂(浴室)[資料來源：台北州立台北工業學校昭和7年3月卒業紀念帖-國立台北科大-拓展臺灣數位典藏計畫]

圖154 昭和7(1932)年學生宿舍娛樂室[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖155 昭和7(1932)年學生宿舍舍監室[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

2.12.4體育活動及社團生活剪影

2.12.4.1日本時代男人的運動

日本時代台北工業學校除了學術課業技術外，對體育也很重視，從下列蒐集到的棒球、橄欖球、劍道、柔道、相撲等，各項體育運動比賽或練習(但缺網球、桌球、游泳、籃球、排球等相片，據1935年畢業的校友會高榮譽會長回憶錄說當時排球與籃球是女人運動，北工男校不流行且會被人恥笑。)照片就可一目瞭然，或許比現在的母校台北科大更為豐富多樣，讓人嚮往！

我對台灣棒球沒有研究，在看過魏德聖的「KANO」電影後，就一直以為日本時代中學棒球隊嘉農(KANO)最厲害了！我最近看了一篇有關母校野(棒)球隊之報導【甲子園的戰爭與和平(下)：台北工踏進夢幻田野前的「絕命之旅」】，才知到母校「北工」棒球隊也是鼎鼎有名的，曾經在1925、1928、及1932年打進甲子園。在1941年甲子園台灣四強預賽中，碰到強敵嘉農，創下三天40局死鬥，最後以1比2飲恨輸球的紀錄，但當年甲子園決賽圈因1941/12/7日本偷襲珍珠港太平洋戰爭爆發而停賽，嘉農也就沒赴日與賽。

在1942年夏季，由大日本帝國主導的「夢幻甲子園」大賽(其他都是朝日新聞主導)，唯一一隊來自日本本土以外的球隊，就是台北工業學校(北工)，但北工在台灣四強預賽時，就再度與嘉農，兩隊在次1比1延長16局時，北工強棒關口清治以一記場外全壘打替北工復仇成功，接著北工也是靠關口強棒擊敗高雄中學，代表台灣與賽。因為那時美國已對日宣戰，球員從台灣搭輪船到日本比賽的確是「絕命之旅」，發生許多與賽球員淒美感人的故事。相關相片詳見下列各圖：

圖156 昭和17(1942)年野(棒)球賽[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖157 昭和17(1942)年橄欖球賽[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖158 昭和13(1938)年劍道練習[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖159 昭和15(1940)年柔道練習[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖160 昭和17(1942)年相撲選手[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

2.12.4.2其他各類社團

除了前述單項運動相片外，另外有運動部社團、學生各社團、口琴社、管樂團的團員合照。團員們的運動服上，可以看到有代表台北工業學校之漢字與英文簡稱的「北工(HOKUKO)」字樣。詳見下圖：

圖161 昭和15(1940)年運動部各社團[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖162 昭和17(1942)年學生各類社團[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖163 課後活動社團-口琴社[資料來源：台北州立台北工業學校昭和7年3月卒業紀念帖-國立台北科大-拓展臺灣數位典藏計畫]

圖164 昭和17(1942)年學生管樂團[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

2.12.4.3赴日本內地參觀

昭和12(1937)及昭和13年，台北工業學校有舉辦學生赴日本本土之見習參觀旅行，從下列相片判斷，人數眾多幾乎全年級集體行動，首先在台北火車站坐火車到基隆，在搭輪船赴日。在東京搭電車參觀帝室(東京)博物館、科學博物館、造幣局、工業研究院、工業獎勵館、皇居外苑二重橋、日照東宮、大阪現代建設之櫻宮橋等。

從現代眼光來看，一下要帶領這麼多學生赴海外見習參觀旅行，的確不簡單。可見當時母校台北工業學校校長及老師們很有魄力，讓學生們遠赴海外參觀拓展視野增加見識，讓人佩服。詳見下列圖片：

圖165 昭和12(1937)年學生赴日本參觀在台北火車站搭火車到基隆轉搭輪船[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖166 昭和12(1937)年學生赴日本參觀在東京搭電車[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖167 昭和13(1938)年學生赴日本參觀日本帝室博物館[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖168 昭和12(1937)年學生赴日本參觀在皇居外苑二重橋前合影[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖169 昭和13(1938)年學生赴日本參觀當時現代建設之大阪櫻宮橋[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

2.12.4.4軍事教育

太平洋戰爭爆發，日本走向軍國主義，在學校學生也要接受軍事教育，從打靶實彈射擊、分列式訓練、及到湖口練兵營軍事演習、行軍軍事演習等，參與軍事設施義務勞動。這些跟我當年學生時代並不陌生，倒是有異曲同工之處。詳見下圖：

圖170 昭和17(1942)年學生實彈射擊練習[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖171  昭和16(1941)年臺北州立臺北工業學校之後操場學生分列式[北科大提供-募集大安影線上老照片展-臺北市立文獻館]

圖172 昭和9(1934)年軍事演習-行軍[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖173 昭和13(1938)年湖口陸軍練兵場軍事演習-行軍[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

圖174 昭和16(1941)年二戰期間動員學生參與軍事設施義務勞動[資料來源： Ch4.工業學府萌芽 1912-1945 校史館 國立台北科大]

[待續]

參考資料：

文獻檔案查詢系統 國史館台灣文獻館

數位資源 國立台灣圖書館

電氣事業要覽 第四回 昭和元年12月末現在台灣總督府交通局 昭和二年六月五日發行 日治時期圖書影像系統 國立台灣圖書館

瑠公水利組合區域圖 臺灣水圳文化網＠Sinica 中央研究院人社中心地理資訊科學研究專題中心

1945年臺北城市地圖與空照影像海報 中央研究院人社中心GIS專題中心

美國陸軍部陸軍地圖服務中心 德州大學奧斯丁分校圖書館

專訪：高明輝會長（北科大校友會名譽會長）談北科大的環境與生活 北科大空間歷程與意義/系列報告2005/5/9  MJ PAPER網站

「北科百年光芒綻放」大安工業協進會董事長 游蓬燦 國立台北科大全國總會

國立台北科大校史館

募集大安影線上老照片展-臺北市立文獻館

拓展臺灣數位典藏計畫

校史相片館 國立台北科大

校史編年 國立台北科大校史館

歷史圖資展示系統 台北市都發局

甲子園的戰爭與和平(下)：台北工踏進夢幻田野前的「絕命之旅」

六十多年前臺北工專學生生活之追憶(一)–漫談日治時期母校之變遷

目錄：

一、從享壽80周老同學的追思會講起

二、漫談創校110年歷史的臺北工專(現今台北科大)母校-日治時期(1912-1945)

2.1 日治時期母校最早前身【工業講習所成立(明治45年-1912年-民國元年)】之府報及公文簽辦

2.1.1【訓令第百五十三號 臺灣總督府民政部學務部附屬工業講習所規程】條文

2.1.2【訓令第百五十三號】簽呈文稿附件

2.1.3【告示第百號 臺灣總督府民政部學務部附屬工業講習所生徒養成規程告示】條文

2.1.4【告示第百號】簽呈文稿附件

2.2 改名【臺灣總督府工業講習所(大正三年-1914年)】之府報及公文簽辦

2.2.1【敕令第百二十六號 臺灣總督府工業講習所官制】條文

2.2.2【敕令第百二十六號】頒布簽呈文稿附件

2.3成立【臺灣總督府工業學校(大正七年-1918年)】之府報及公文簽辦

2.3.1 臺灣總督府工業學校設立及開始授業之府報

2.3.2 公告「臺灣總督府工業學校規則」之府報第1668號

2.3.3 府報第1668號公告「臺灣總督府工業學校規則」之簽辦文件

2.4「臺灣總督府工業講習所」改為【臺灣公立臺北工業學校 (大正八年-1919年)】之府報及公文簽辦

2.4.1大正七(1918)年十二月二十九日敕令第一號「臺灣教育令」裁可公布

2.4.2大正八(1919)年三月三十一日公布敕令第69號「臺灣公立實業學校官制」

2.4.3大正八(1919)年四月二日告示第48號公布「臺灣公立實業(臺北工業、臺中商業、嘉義農林)學校之名稱及地址」

2.4.4大正八(1919)年五月四日公布府令第六十六號「臺灣公立實業學校規則

2.4.5大正八(1920)年八月十七日公布府令第六十六號「臺灣公立臺北工業學校教科書」

2.5「臺灣總督府工業學校」改為【臺北州立第一臺北工業學校】暨「臺灣公立臺北工業學校」改為【臺北州立臺北第二工業學校(大正十年-1921年)】之府報

2.6「臺北州立第一臺北工業學校」暨「臺北州立臺北第二工業學校」合併改為【臺北州立臺北工業學校」(大正十二年-1923年)】之府報及簽文

2.6.1 臺灣總督府第2936號府報(大正12年)告示第94號

2.6.2 臺灣總督府第2936號府報(大正12年)告示第94號之相關簽辦文件

2.6.3 臺灣總督府第3802號府報(大正15年-1926年)告示第67號

2.6.4 臺灣總督府第3619號府報(昭和14年-1939年)告示第232號

2.6.5 臺灣總督府第3619號府報(昭和14年-1939年)告示第232號

2.6.6 臺灣總督府第3549號府報(昭和14年-1939年)告示第129號及訓令第

17號

2.6.7 臺灣總督府第3553號府報(昭和14年-1939年)公告「工業練習生募

集」規定

2.7「工業講習所」到「工業學校」之入學與卒(畢)業名單

2.7.1 傑出校友「北大同(林提灶)」

2.7.2 傑出校友「南唐榮(唐傳宗)」

2.7.3 傑出另類校友「無黨籍台北市長高玉樹」

2.7.3.1 高玉樹校友與母校台北工專不太密切的來由

2.7.3.2 高玉樹校友觀點的「北大同、南唐榮」

2.7.4 被台電留用最久(11年)的日籍校友「古賀信勝」

2.8日治時期的校友會

參考資料：

一、從享壽80周老同學的追思會講起

去(2020)年9月11日我剛參加過1963(民國52)年畢業57年的臺北工專電機科同學學會(圖1、2)。我們這群相識一甲子多的老同學們歡度了一個美好難得的聚會。

圖1 2020/9/11在臺北中山北路北區海霸王舉行臺北工專第11屆電機科畢業57年同學會(郭o三攝)

圖2 2020/9/11臺北工專第11屆電機科畢業57年同學會出席的另一半 (郭o三攝)

沒想到今(2021)年3月13日同班人馬又移師雙和禮拜堂參加享壽80歲周o雄(圖1第二排右1)老同學的追思會，半年前海霸王同學會上周老同學的爽朗笑聲，音容猶在，讓我們不禁唏噓，感嘆人生之無常！當然這也是人生必走之路，只有坦然面對！

這場追思會，周老同學的子女們好像為他們剛仙逝的老爸舉辦另(最後)一次臺北工專同學會似的，辦得無限哀思與溫馨及懷念，事前拜託我們班上跟周老同學鄰居的李o中同學用LINE聯繫班上同學，以簡潔的文字表達對周老同學的追思懷念，他們將字稿編印在追思會當天的儀程文件上；會後在禮拜堂準備茶點招待這群他們叫叔叔伯伯們的老同學，讓他們及親友可以面對面追憶他們父兄在工專求學與畢業就業的過往一生的點點滴滴，他們還邀請我們跟他們的父兄周o雄老同學的遺照合照，留下溫馨又傷感的紀念照(圖3)。

圖3 2021/3/13在新北市雙和禮拜堂工專第11屆電機科同學們與周老同學(遺照)的最後合影(周o雄家屬攝)

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2021年2月德州極端寒冷天氣事故：發電機組故障停機與降載之原因初步報告簡介

目錄：

• I.前言
• II.簡報內容
• 一、概述(Overview)
• 二、重要注意事項(Important Notes)
• 三、2021/2/14-19發電機組故障停機及降載肇因別淨MW量
• 四、事故發生期間發電供應之持續波動
• 五、按小時別遞增的發電機組故障停機及降載容量
• 六、說明：按小時別遞增的發電機組故障停機及降載容量
• 七、發電機組停機及降載：最大不可用率
• 八、故障肇因類別說明
• 九、故障肇因類別說明-續
• II.後語
• 參考資料：

I.前言

2021/4/6德州電力調度中心(ERCOT: Electric Reliability Council of Texas, Inc.)陳送德州公用事業委員會(PUCT: Public Utility Commission of Texas)「2021/2/14-19極端寒冷天氣事故-發電機組故障停機及降載之原因初步報告(February 2021 Extreme Cold Weather Event: Preliminary Report on Causes of Generator Outages and Derates)」。該報告為「簡報方式」附件提出，茲摘譯如下：

II.簡報內容

一.概述(Overview)

本報告係根據各方回復ERCOT資訊要求(RFI: Requests for Information)所提供「有關在2月冬季暴風雪事故期間發電機組故障停機及降載的原因」彙總而成之資訊。

• 2021/2/24，ERCOT向代表發電公司或儲能公司的所有合格排程商(QSE: Qualified Scheduling Entities)發出資訊要求(RFI)。
• RFI包括有關2021年2月14日至19日期間，亦即電能緊急警報(EEA: Energy Emergency Alert)生效這些日子，發生的任何發電機組故障停機及降載的原因之問題。
• 使用RFI回復資訊，ERCOT將各故障停機及降載原因歸類為7個肇因類別其中之一。(有關這些類別說明，請參考第9-10張投影片)
• 本報告中的資料包括有關各QSE或電力公司在3月4日下午4時為止所輸入ERCOT停機檢修計畫表所有2021/2/14-19期間的資訊。(備註：先前公布的故障停機及降載資料係2021/2/20為止之資料)

二.重要注意事項(Important Notes)

• 本文件資訊係初步訊息，且會更改。
• 本文件之目的而言，「故障(outage)停機」係指發電機組容量完全不可使用，而「降載(derate)」係該發電容量部分不可用。
• 圖表中反應的所有發電機組故障停機及降載值，均係根據發電機組銘牌容量(name plate capacity)-亦即發電機製造廠家指定的最大可能MW出力。

因為風力及太陽能出力通常遠低於指定的銘牌容量，因此用於編製本報告的那些機組故障停機及降載MW值，通常比沒有故障與降載情況下實際可用的電力量高得多。

• ERCOT無法提供不特定機組故障原因，因為它們是受保護的資訊。

三、2021/2/14-19發電機組故障停機及降載肇因別淨MW量

圖1 2021/2/14-19事故期間各小時開始按肇因類別之淨發電機組故障停機與降載容量曲線(資料來源：ERCOT Preliminary Report on Outage Causes )

四、事故發生期間發電供應之持續波動

• 前一張投影片中顯示，當冰風暴到達的星期日故障容量急劇增加，並從星期一深夜到星期三中午故障容量保持相當穩定。
• 但是，在下一張投影片所示，故障停機的淨水準掩蓋了整星期內發電可用率的波動性，發電機組在整個事故期間連續故障停機，以及並聯運轉。
• 這種波動，使得難以準確預測緊急情況的結束時間。

五、按小時別遞增的發電機組故障停機及降載容量

圖2 2021/2/14-19事故期間各小時開始與結束時按肇因類別之遞增淨發電機組故障停機與降載容量曲線(資料來源：ERCOT Preliminary Report on Outage Causes )

六、說明：按小時別遞增的發電機組故障停機及降載容量

• 上一張投影片上的圖表顯示了從2021/2/14-19每小時開始或結束按肇因類別之發電機組故障停機及降載容量。在一指定小時內開始故障停機容量顯示為正值，在一指定小時內結束的故障停機容量顯示為負值。
• 例如，如果一部100MW的發電機組在2月14日下午2時開始由於燃料限制停機，直到2月17日下午5時結束停機，圖表中將在2月14日下午2時在燃料限制類別顯示正100MW；在2月17日下午5時在燃料限制類別顯示負100MW。
• 該圖不包括2月14日之前發生的任何停機及降載之開始，但確實包括在2月14日至19日期間內結束之任何停機或降載所導致的停機MW遞減量。

七、發電機組停機及降載：最大不可用率

• 在2021/2/14-19期間最大不可用容量為51,173MW，發生在2月16日早上08:00。
• 下圖顯示在2/16 08:00最大停機與降載容量發生時刻，肇因別停機及降載MW值。
• 請注意，此刻之總停機及降載容量跟先前公布值(52,277MW)有所不同，係由於本次係由RFI反應所接收到的資訊統計的。

圖3 2021/2/16 08:00機組故障停機及降載總不可用量到達最大51,173MW之肇因類別統計圖(資料來源：ERCOT Preliminary Report on Outage Causes )

八、故障肇因類別說明

• 既有故障停機(Existing Outages)：在2021/2/8發布運轉情況通知(OCN: Operating Condition Notice)前，開始之發電機組故障停機或降載；包括正在進行計畫性檢修停機以及季節性封存機組。一些既有故障停機機組在事故發生之前或發生期間結束停機，允許機組恢復運轉使用。
• 燃料限制(Fuel Limitations)：由於燃料缺乏、燃料被汙染、燃料供應不穩定、天然氣壓力過低、或替代燃料供應效率低而導致發電機組停機或降載。
• 與天氣有關(Weather Related)：發電機組故障停機或降載在RFI反應中，明確歸因於寒冷天氣條件者。這包括但不限於設備冰凍-包括感應線冰凍、水管線冰凍及閥門冰凍-風機葉片冰積聚、太陽能板冰/雪覆蓋、風機低溫極限超過、以及冰/雪融化而造成之設備淹水。

九、故障肇因類別說明-續

• 設備問題(Equipment Issues)：由於設施設備故障或失靈，在RFI反應中，不明確歸因於寒冷天氣條件而造成發電機組故障停機或降載者。這包括相關控制系統故障、渦輪機震動過大、或其他設備問題而導致機組跳機及降載者。
• 輸電線路跳脫(Transmission Loss)：由於直接連接機組輸電設備故障導致發電機組停機或降載。
• 與頻率相關(Frequency Related)：由於系統頻率從60Hz偏差導致發電機組停機或降載者，包括由於低頻保護電驛動作自動跳脫，及歸因於與頻率偏差相關的電廠控制系統問題而引起的任何自動或手動跳機。
• 其他(Miscellaneous)：

 與上述原因之一無關的其他發電機組故障停機或降載者，包括原因尚不明確的故障。

III.後語

ERCOT的初次報告係針對2021/2/14-19德州大停電期間發電機組故障停機及降載容量按肇因類別予以統計分析之結果。

其中發現最大停電原因是與「與天氣相關』的問題，而在最大停機與降載容量51,173MW(發生在2021/2/16 08:00)中就佔了54%(27,742MW)，其次為事故前的既有停機容量達7,487MW(佔15%)，第三名為設備問題達6,986MW(14%)，燃料限制則排名第四6124MW(12%)。

此外，在發生最大停機與降載容量51GW的2月16日之前一天(2/15)與後一天(2/17)期間，停機與降載容量也幾乎在50GW徘徊，這三天長時間的電源大量短缺，也造成許多電力公司分區輪流停電(通常每輪最長40分鐘)無法執行輪流，變成長時間停電，造成民怨四起，尤其看到有重要用戶(例如醫院)的饋線(台電H開頭的饋線)沒有停電，他們卻停電長達8小時以上的用戶，更是抱怨連連！

光靠發電機組故障停機及降載容量的分析，尚不足以一窺這次德州大停電的全貌，可能要等到今夏八月期末調查報告了！我們拭目以待！

參考資料：

Preliminary Report on Causes of Generator Outages and Derates For Operating Days February 14 – 19, 2021 Extreme Cold Weather Event

ERCOT: ‘Weather related’ problems were the biggest reason for power outages during Texas’ winter storm | Texomashomepage.com

https://www.transmissionhub.com/articles/2021/04/ercot-files-preliminary-report-with-texas-regulators-on-february-extreme-weather-event.html

https://austinenergy.com/ae/about/news/news-releases/2021/statement-downtown-austin-network