來分析這次地震的電力系統變化

Facebook 上看到 Wei-Chun HwangArduino.Taipei 上貼的文章:「幾周前剛好這裡有在討論自製地震儀,來給各位看一下資料剛剛發生的地震跟市電電壓還有週期的波形」,裡面剛好有很寶貴的資料,記錄下地震當下台北與彰化的電力資料。

最重要的是這兩張圖:(直接對圖片開新頁可以看到 full size)

這兩張圖記錄下電壓與頻率的變化,可以看到台北與彰化的頻率幾乎是一樣的,畢竟台灣本島大多數的區域是在同一個電網系統裡面。

從氣象署的「第019號 4月3日7時58分 規模 7.2 花蓮縣政府南南東方 25.0 公里 (位於臺灣東部海域)」可以查到地震發生在 07:58:09;另外從第一張圖可以看到電網的頻率有幾個不同的變化:

  • 第一波是 07:58:38 左右開始狂掉,然後到 07:58:48 差不多穩下來。
  • 接著的幾秒 (尤其是 07:58:56 這邊) 可以看到一些波動。
  • 然後是 07:59:00 開始掉,到 07:59:06 到低點 (應該是又有機組解聯?)。
  • 然後是 07:59:13 又一波下探,大約是 07:59:16 第一次觸發到 59.5Hz 的計時點。
  • 但沒過幾秒鐘 07:59:20 可以看到一波回拉。

維基百科有提到「P波」的速度,差不多解釋了第一張圖的一些狀況:

地震中P波速度典型值的範圍是5至8 km/s。精確速度以地球內部區域的不同而變化,範圍從地殼的不到6 km/s至地核的13 km/s。

解聯的機組從「為什麼這次地震沒跳電?綠能、電網發揮關鍵作用!」這邊可以查到,包括了台中電廠 (台中)、通宵通霄電廠 (苗栗)、國光電廠 (桃園)、和平電廠 (花蓮)、海湖電廠 (桃園):

根據台電說明,這次地震造成多座電廠機組跳脫、變電所停電,總共影響 320 萬瓩,受影響的包括台電台中電廠 8 號機、10 號機,通霄電廠 5 號機蒸汽輪機 ST 跳脫,民營電廠也有國光電廠 1 號機、和平電廠 2 號機、海湖電廠 2 部氣渦輪機 GT 跳脫。

計算一下桃園與震央的距離大約 130km (用 Google Maps 粗抓),苗栗大約 110km,台中大約 100km;看起來差不多就是 P 波到的時候就自動觸發降載 & 解聯?

接著應該是第二張圖的範圍了,可以看到 08:00 以後有兩波觸 59.5Hz 的情況,這應該就是在「台電4年電網投資3000億 地震當下維持供電韌性關鍵」這篇報導裡面提到:

台電表示,地震發生瞬間,機組一度跳脫達320萬瓩,也就是6部中型機組的量,電力系統頻率瞬間降至59.46Hz,當下將抽蓄機組解聯3台,減少用電;但同時間電池儲能系統瞬間放電提供約51萬瓩,讓系統頻率回升至59.5Hz,避免用戶因低頻卸載導致限電。

目前查不到 4/3 當天的情況,但從這幾個月的歷史資料可以知道台電電網大約在 30000MW 這個量級左右,掉了 3200MW 差不多是 10% 的量。

馬上可以做的是:電池供應 510MW 補了 1.7% 左右;抽蓄機組是 250MW (不確定當時是多少的負載在跑,假設在 50% 運作,約 125MW),三台解聯大約再空出 375MW,差不多是整體的 1.25%。

這兩個馬上切換可以空出大約 3% 的空間出來。

另外一個關鍵的時間點的資料可以從「日月潭抽蓄水力電廠 全台最大天然儲能電池」這邊讀到:

根據台電指出,這種抽蓄水力發電,特性是起動迅速,只要大約7到8分鐘就可啟動出力,每分鐘單一機組可調整出力約10萬瓩。

以最佳的情況來算 (從第一波地震就馬上開始自動切換,加上最短的七分鐘) 會是 08:05:09 左右才開始加入,會發現這無法解釋第二張圖兩個回拉的行為。

這邊不像是綠能突然加入 (因為太陽不會突然變超亮,同理風力也不會突然刮超大風),比較合理的解釋反而可以從 Ptt 上面看到的文章來解讀:「[問卦] 震到停電回報+1」。

台電雖然沒有承認這件事情,但從時間軸上面來看,08:00:00 到 08:05:00 這邊應該是想辦法減輕負載撐過去,然後其他電廠拉高輸出,加上抽蓄併網進來後再恢復原來負載比較合理,不過這件事情政治不正確,大概就不會有太多討論...

不過目前大方向是好的,現代的新科技 (以及對應的新方法) 建立了更多的緩衝...

3 thoughts on “來分析這次地震的電力系統變化”

  1. 苗栗縣通霄鎮的書寫方式為「通霄」(「響徹雲霄」的「霄」),而非「通宵」。

  2. 4/3 7:50 的用電是 26773MW,8點後那兩個回拉感覺比較像負載增加造成,畢竟 8:00 是開始上班的時間,台電除了要應付原本的負載還要滿足增加的負載

    綠能的話比較像是對台電來說好調度,過 8 點用電愈多的同時太陽能發電也愈多,也就幫那些跳的機組爭取了足夠的緩衝,台電在 9:00 又開始蓄水儲能了

    是說電池儲能能放 510MW 還蠻威的,照台電的講法平常調度是小充小放,但是瞬間供電已經可以到中型火力機組的等級了

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