電力安全事關國計民生。在電力發展史上，全世界范圍發生過多起大停電事故，均造成了巨大損失和嚴重影響。本次“5·13”臺灣大停電事故，暴露出一些問題值得我們關注，對于我們電力安全和能源安全具有警示意義。本文初步分析了臺灣大停電事故的原因，基于目前所掌握事故信息，提出對我們電力發展的相關啟示。
事故負荷變化曲線示意圖
5月13日，臺電用電最高負荷3656萬千瓦，最大供電能力約4000萬千瓦，系統備用容量約366萬千瓦，備用率10%(含事故備用、負荷備用)。
本次大停電事故最大造成350萬千瓦負荷損失，總受影響用戶逾1319萬戶次，為臺灣歷史第二大規模停電事故。臺灣史上最大規模停電事故發生在2017年8月15日，當時損失約420萬千瓦負荷。
“5·13”臺灣大停電事故原因初步分析
誤操作引起機組脫網 導致系統頻率驟降
根據臺電說明，興達電廠正在擴建3臺天然氣機組共計390萬千瓦，計劃于近期并網。高雄路北變電站為配套興達電廠新建機組接入已完成設備安裝，5月13日進行竣工檢查與測試。當測試進行時，臺電原應需開啟編號3542斷路器，因誤操作編號3541斷路器，造成路北變電站母線產生接地故障，系統電壓驟降，導致附近的興達電廠出現4臺機組保護動作跳機(分廠運行)，無法正常送出電力，有效電力供應瞬間減少約220萬千瓦，系統頻率瞬間降低，低頻減載動作切除約100萬千瓦負荷。
事故發生后系統備用調用不足 導致后續輪流限電
事故發生時刻臺灣用電最高負荷3656萬千瓦，最大供電能力約4000萬千瓦，系統備用容量約366萬千瓦，備用率10%，電廠4臺機組脫網損失220萬千瓦有效電力供應，系統備用大于電力損失，正常來說不應進一步擴大為事故限電。但根據臺電說明，事故發生時正值下午，光伏出力因日落逐漸減少，且近期水情不佳影響水力發電，為避免影響民生用水，導致抽水蓄能也無法全力即時救援供電。臺電評估短時間內無法立即復電，為保障系統安全，自下午3時起執行緊急分區輪流停電，最大限電達到350萬千瓦。
“5·13”臺灣大停電事故的相關啟示
重視系統一次調頻問題
本次事故反映出臺電一次調頻備用容量不足問題，在系統發生單一電源故障時，無法滿足頻率穩定要求，導致低頻減載裝置動作應急切除部分負荷。如“8·15”臺灣大停電以及“8·9”英國大停電時，單個或多個電廠機組全停事故，均反映出同樣問題。為適應高比例新能源接入系統，我們應遵循《電力系統安全穩定導則》(GB38755—2019)規定，要求35千伏及以上電壓等級的風力發電、光伏發電均具備一次調頻能力，規范新能源機組參與一次調頻技術標準和并網管理辦法，新并網新能源場站應開展一次調頻試驗。針對大規模海上風電并網，應研究配置合理比例的儲能裝置，增強一次調頻能力，發揮應有的頻率調節作用。
保障電力安全可靠供應
近年來臺灣新能源發展加快，近五年新增裝機約500萬千瓦，占新增電源比重約65%。截至2020年底，光伏裝機576.8萬千瓦，風電裝機93.7萬千瓦，預計2025年光伏將達到2000萬千瓦，風電將達到670萬千瓦。風電、光伏“靠天吃飯”特征明顯，在目前技術條件下主要提供電量替代效益，電力支撐能力不足，影響供電可靠性，加大電網供需失衡風險。本次事故發生時正值下午，光伏出力因日落逐漸減少，當系統損失220萬千瓦有效電力供應時，光伏出力不升反降，無法提供緊急電力支援，加劇了事故狀態下系統供需矛盾。因此，為促進新能源科學協調發展，系統中應保留一定規模煤電機組，作為兜底保障電源，增強應急備用能力，保障系統安全可靠供電。
關注系統備用管理
本次事故凸顯了系統備用管理的重要性，事故發生后，臺電為避免影響民生用水，導致抽水蓄能電站無法全力即時救援供電，系統備用調用不足導致后續輪流限電。因此，有必要考慮重新審視現行備用運行要求，嚴格執行備用管理規定，嚴守應急備用底線，督促發電企業認真落實機組備用容量，確保系統需要時可靠調用，保證電網安全穩定運行。在特殊情況如節假日、臺風、強降雨等惡劣天氣影響下，關注新能源發電波動性、間歇性和隨機性對系統備用的影響，進一步加強備用管理及運行控制。
優化海島型電力系統的電源發展路線
臺灣電源及負荷中心主要集中分布于西部沿海地區，其中興達電廠裝機容量432.595萬千瓦，占全省裝機比重達8.7%。海南與臺灣同屬海島型電力系統，系統規模較小，基礎相對較差。海南昌江核電二期3、4號機組單機容量120萬千瓦，計劃分別于2025年和2026年建成投產，投產初期最大單機容量占全網負荷比重大，低谷時段占比超過30%，最大負荷時段占比超10%，“大機小網”問題突出，增大了系統安全風險及調峰壓力。因此，有必要優化海島型電力系統的電源發展路線：安全穩妥發展核電，優先考慮小堆、微堆技術試點應用;分散發展新能源及調峰氣電，促進分區電力平衡;著力提升防風抗災水平，提高電源調峰調頻、備用及黑啟動能力。 (作者：曹毅、黃豫、梁宇、覃蕓、劉平、袁康龍均供職于南網能源院)
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