臺灣513大停電事故
臺灣省5月13日的誤操作跳機事故損失220萬千瓦發(fā)電出力,備用有330萬千瓦,照理機組一次調頻+備用應該能保證頻率穩(wěn)定,實際是低頻減載動作切除了300多萬負荷,說明臺灣省機組一次調頻性能未能發(fā)揮應有的作用和效果。英國8.9事故和臺灣省5.13事故充分證明電源一次調頻的重要性。
1 臺灣省電力基本情況
臺灣電力系統(tǒng)為海島型電力系統(tǒng),未與我國大陸主網聯(lián)網。近年來受臺灣省經濟發(fā)展放緩影響,負荷增長不大,電源投資建設較少。臺灣電力公司(以下簡稱臺電)作為臺灣四大公營事業(yè)之一,按照垂直一體化機制,負責全省的發(fā)、輸、配、售等環(huán)節(jié)電力運營與管理。
2020年臺電統(tǒng)調最大負荷為3802萬千瓦(初步統(tǒng)計全社會最大負荷約4500萬千瓦),用電量約2400億千瓦時;臺電電源總裝機規(guī)模4977萬千瓦,其中,煤電占29.5%、氣電35.8%、燃油3.2%、核電7.8%、抽蓄5.2%、可再生能源18.5%。臺灣發(fā)電資源及負荷中心均分布在臺灣西部沿海區(qū)域,主網網架由南至北,呈帶狀分布,最高電壓等級為345千伏。
本次事故的興達發(fā)電廠位于臺灣省高雄市,隸屬于臺電,廠區(qū)面積135公頃,裝機容量僅次于臺中發(fā)電廠及大潭發(fā)電廠,居臺灣第三位。2020年裝機容量432.595萬千瓦(其中,煤電機組容量2×50+2×55萬千瓦,氣電機組容量5×44.519萬千瓦),占總裝機比重8.7%;年發(fā)電量約246億千瓦時,占全島總發(fā)電量10.6%。
2 事故概況
5月13日14時37分,興達電廠因接入345千伏路北變電站母線故障,導致電廠電力送出受阻,兩臺燃煤及兩臺燃氣機組脫網,系統(tǒng)損失有效電力供應約220萬千瓦,造成臺灣系統(tǒng)頻率驟降,為維持電網穩(wěn)定,電力系統(tǒng)在第一時間自動啟動低頻卸載約300萬千瓦。臺電評估短時間內無法立即復電,為維系電力系統(tǒng)安全,自下午3時起執(zhí)行緊急分區(qū)輪流停電,最大限電達到350萬千瓦。事故過程系統(tǒng)負荷變化曲線下圖所示。
5月13日,全臺用電最高負荷3656萬千瓦,最大供電能力約4000萬千瓦,系統(tǒng)備用容量約366萬千瓦,備用率10%。
5月13日15時,臺電調度執(zhí)行緊急分區(qū)輪流停電,以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。按照年初確定的限制用電(有序用電)辦法,啟動全臺緊急分區(qū)輪流停電,安排電費單據(jù)上的C組與D組用戶輪流限制用電,每輪停電50分鐘。
第一輪限電時間15:00至15:50,限電300萬千瓦,限電戶數(shù)約200萬戶。
第二輪限電時間15:50至16:40,限電300萬千瓦,限電戶數(shù)約193萬戶。
第三輪限電時間16:40至17:30,限電350萬千瓦,限電戶數(shù)約224萬戶。
第四輪限電時間17:30至18:20,限電350萬千瓦,限電戶數(shù)約229萬戶。
第五輪則由18:20起,限電戶數(shù)約164萬戶。
……
事故殃及臺北、新北、臺中、苗栗、桃園、基隆、新竹、宜蘭和高雄等重要城市,其中市政供水受影響最大,全臺4縣市多個加壓站受影響停止運作,包括新北市淡水區(qū)、三芝區(qū)、樹林區(qū)、新莊區(qū),桃園市大溪區(qū)數(shù)里、新竹縣峨眉鄉(xiāng)、寶山鄉(xiāng)、新竹市、苗栗縣頭份市,皆分時段停水。
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(guī)模停電事故。臺灣史上最大規(guī)模停電事故發(fā)生在2017年8月15日,當時損失約420萬千瓦負荷。
3 事故原因
5月14日,臺灣省經濟部門召開記者會,初步說明13日發(fā)生的全臺大停電事故調查報告。通報稱,臺電一名工作人員昨天在進行輸電擴充工作測試時,誤開隔離開關,導致匯流排接地故障,進而造成興達電廠機組跳機。
臺灣省經濟部門負責人解釋,路北超高壓變電所正在進行輸電電線容量擴充工程,13日正在進行測試,一名工作人員應該開啟編號3542的隔離開關,誤開成編號3541隔離開關,導致匯流排接地故障,電廠所發(fā)的電無法輸出,電壓因而快速下降,4部機組也因而跳機。
結合通報原因,分析如下:
1)通報中所稱的“應該開啟編號3542的隔離開關,誤開成編號3541隔離開關”,按照我們通常說法應是“應該合上編號3542的隔離開關,誤合成編號3541隔離開關”。推測“匯流排”應該是我們所說的母線。3541與3543之間應是一臺斷路器。
2)根據(jù)情況通報與接線圖推測,該間隔應處于檢修狀態(tài),三把接地閘刀均處于合位。誤合隔離開關3541導致導致母線發(fā)生接地故障,母差保護應動作切除母線上所有間隔,發(fā)電機組功率無法送出而跳機。
3)該事故的直接原因為人為誤操作,但間接原因應為存在設備故障或設計缺陷,不能將原因簡單的歸結為誤操作。通常情況下,為了防止誤操作,在這種電壓等級的電氣系統(tǒng)中接地刀閘與隔離開關之間均有電氣閉鎖與機械閉鎖,在接地刀閘合位時是無法操作隔離開關的。事故間隔的接地開關是處于合位的,為何試驗人員能夠操作隔離開關3541令人費解。
4)另外,2017年停電事故與此次停電事故都說明,臺灣省電力系統(tǒng)供電不足,系統(tǒng)冷熱備用容量小,網架結構穩(wěn)定性差,政府長期規(guī)劃能力較差。