提升我國配電電網韌性之策略與技術 (下)

黃銘宏1*   江興芳2  傅振豪3   主筆

*1.台電公司配電處處長

 2.台電公司配電處課長

 3.台電公司配電處專員

(續第97期電子報)

肆、降低停電時間及次數
　　台電公司秉持「防災重於救災」原則，使用先進技術提高電網之穩定  性及耐災性，目的為減少事故停電發生及縮短停電時間。為了再精進以減少事故停電發生，於2023年至2027年執行「配電系統五年升級計畫」，藉由「二次變電所設備汰換」、「配電線路設備汰換」、「再生能源併網配套建設」及「配電系統強化」等工程(如圖8)，以進行整體配電系統強化，工程總預算約334億元，其中包含持續推動全面饋線自動化系統，以更快速隔離故障區間及加速健全區間之復電時間。維護部門並持續加強設備巡視檢點及維護，以抑低停電事故發生，以下為該五年升級計畫整體介紹:

圖8.配電系統五年升級計畫精進作為

資料來源:台電公司

一、二次變電所設備汰換:

    二次變電所事故停電主要原因為「設備故障」(占70％)及「外力因素」(占30％)，爰台電公司積極進行既有二次變電所設備更新與裸露設備汰換等工程，以減少變電所事故停電發生。

(一)工程內容:

預算總額約156億元，將二次變電所內138套的裝甲開關箱（MCSG）更換成23kV氣體絕緣開關設備（GIS）、汰換153具變電所主變壓器，以及將30套69kV開關場(ABS+GCB)更換為69kV氣體絕緣開關設備(GIS)。

(二)策略目標:

改善二次變電所裸露設備，提升變電所的安全性和穩定性，以防止外力和極端氣候對設備的干擾，減少設備故障和外物碰觸引起的停電事故發生。

二、配電線路設備汰換:

    近年因氣候變遷及土地建設開發，造成動物棲息地及習性改變，每年春至夏季為鳥類繁殖築巢高峰期，部分鳥獸動物在架空線路上攀爬移動，其翅膀、尾巴或身體等部位，可能碰觸線路帶電金屬(如熔絲鏈或接頭等)及不帶電金屬設備(如橫擔等)或相鄰線路(如兩條不同線路)等，造成短路或接地故障導致停電(如圖9)。

(一)工程內容:

預算總額為76億元，計畫汰換老舊架空被覆線3,087公里、老舊高壓電纜802公里、老舊高壓開關8,779具，以及陳舊變壓器238,794具等工作，以提升供電穩定。

(二)策略目標：

台電公司從「營造友善環境」及「阻斷鳥獸碰觸路徑」等兩大方向，推動裸露設備被覆化，加強線路巡視、樹木修剪、鳥巢移除、加裝驅鳥器和防鳥踏刺等設施，以避免鳥類築巢或棲息於配電設備，推動鳥獸防治工作並兼顧鳥獸保護

           圖9.鳥獸碰觸造成停電

            資料來源:台電公司

三、擴大再生能源併網建設:

　　配合政府2025年再生能源發電占比20%之計畫目標，再生能源發電場遍地而生，於再生能源併網熱區之既設配電饋線顯然已不敷使用，甚至饋線逆送情形大幅增加。為能友善廣納業者併網需求，台電公司積極興辦再生能源專用饋線，以達成政策目標。

(一)工程內容:

16億元，計畫新增設78條饋線工程、於二次變電所擴增3具主變壓器和11套氣體絕緣開關設備(23kV GIS)。

(二)策略目標:

於二次變電所建置儲能系統及相關設備如能源管理系統(EMS）、儲能電池機櫃、電力轉換系統(PCS）、柴油引擎發電機等，提供區域性供電運轉能力，由「集中式電網」逐步導向「分散式電網」及「防災型微電網」之場域(如圖10)。

圖10.防災性微電網架構

資料來源:台電公司

四、配電系統強化:

　　配合推動配電饋線全面自動化，透過安裝自動線路開關、監控設備及調度系統，以自動偵測故障、隔離故障點方式，快速恢復健全區段供電，達到全面監控、即時掌握系統運轉狀態。過去發生停電事故時，要派人到現場巡查隔離故障點後，健全區段才能轉供復電，現在改由自動化系統隔離，將健全區段的停電時間大幅縮短到5分鐘內復電(如圖11)。

(一)工程內容:

預算總額為86億元，將7,499具自動線路開關納入監控、辦理113公里的配電線路防災型地下化工程、123公里的配電饋線改壓工程，以及182條配電饋線負載調整及聯絡線工程。

(二)策略目標:

​透過上述工程完成全面饋線自動化，能即時監測相關設備狀態，在事故發生後迅速恢復供電，縮短事故停電時間。

圖11.  5分鐘內復電系統圖

資料來源:台電公司

伍、未來努力目標

台電公司將持續推動強化系統韌性及降低停電時間，努力目標如下:

一、於2025年完成全部配電饋線自動化：全面監控並即時掌握系統運轉狀態，事故停電之故障點區間以外用戶，可縮短到5分鐘內復電，改善過去事故停電要派人到現場隔離故障點後，才能轉供復電模式，大幅縮短復電時間，並於饋線事故發生時，能迅速偵測、隔離事故區間，以提升供電可靠度。

二、於2035年完成智慧電表全面布建:智慧電表(Advanced Metering Infrastructure, AMI) 基礎建設，主要由智慧型電表搭配通訊系統(含通訊網路)及電表資料管理系統組成，可透過即時電力使用資訊，掌握用戶用電狀態訊息，藉以判斷分析停電區域進行搶修。

三、於2025年完成線路故障指示器管理平台:裝設通訊型線路故障指示器，係以較低廉之成本，輔助自動化開關設置數量的不足，利用其即時回傳故障訊息之特性，協助調度人員精準判斷故障區間，加速縮小現場所需查修範圍，縮短事故搶修時間。

四、配電系統設備優化改善:盤點重要政府單位、民生設施及科學園區等列為紅區區域，優先投入資源與人力，辦理配電系統線路被覆、預防性檢測及設備汰換等改善措施。

五、紅區以外線路之改善:加強預防性檢測及維護工作，持續配合配電系統五年升級計畫，辦理變電所與配電設備汰換作業，以及針對裸露帶電設備及開關等全面被覆化，並加強樹竹修剪量能及頻率，防範鳥獸外物等碰觸造成停電事故。

陸、結語

　　世界各國電業常以IEEE之電力系統可靠度指標做為參考，並以「系統平均停電時間指標」(SAIDI, System Average Interruption Duration Index)及「系統平均停電次數指標」(SAIFI, System Average Interruption Frequency Index)作為電網系統的韌性標準，經與先進國家近年(2018~2023年)SAIDI值比較(如參考資料)，我國表現均名列前位，可見相關維護工作及穩供作為，已有效減少停電事故發生。

　　台電公司自2018年起，推動「配電系統強韌計畫」，針對配電線路設備汰換、二次變電所設備汰換及智慧變電所建置、饋線自動化設備擴建及預防性措施等四大面向辦理強韌工程，以降低停電事故發生。自2023年起進行「配電系統五年升級計畫」，持續針對老舊電纜與線路設備，優先辦理汰換作業，改善配電系統體質，我國近10年(2015-2024年)配電系統之事故停電次數，改善幅度已達53%(如圖12)，亦已邀外界學者、專家等組成「停跳電事故調查委員會」，更精準分析事故肇因及研提預防改善對策，相信對於提升我國配電系統的韌性更具助益，並確保供電穩定及民眾用電權益。

          
   圖12.近10年(2015-2024年)配電事故停電次數降低幅度達53%

   資料來源:台電公司

參考資料:           2018~2023年台電公司與各國SAIDI比較表

                                                  單位：SAIDI每戶停電時間(分/戶•年) 

資料來源:

1.OCCTO "電気の質に関する報告書" 2022、2023年度實績。

2.韓國電力永續年報僅揭露總停電時間，未有工作停電及事故停電細項。

3.歐洲國家之數據皆為歐盟能源管制委員會所統計，2019年起由於疫情期間CEER無法召開實體會議蒐集各會員國資料，致資源不足等原因無發布報告，故無數據。

註：

1.台電2021年加上「513」及「517」事故，SAIDI實績為43.516；2022年加上「303」事故，SAIDI實績為91.285。

2.日本2018年因北海道大地震及多起颱風等影響，致SAIDI實績達225。