2016/9/28南澳州全黑事故第三次初步報告摘要

2016/9/28南澳州全黑事故第三次初步報告摘要

 

內容:

  • 一、前言
  • 二、澳洲能源市場調度中心發布2016/9/28南澳全黑事故第三次初步報告的新聞稿
  • 三、第三次初步報告「第2章事故前」之部分內容
  1. 事故前
  • 2.1 系統情況評估
  • 2.2 電力系統安全之管理
  • 四、第三次初步報告第3章「導致全黑事故的各事件」有關風機部分之內容
  • 3.2 南澳發電機組運轉情形
  • 3.2.1. 風場風機
  • 3.2.1.1風機故障穿越能力(fault ride-through capability)
  • 3.2.1.2有關風機系統並聯檢討與加入系統試驗
  • A.風機模型評估與盡責檢討
  • B.風機加入系統試驗與符合(compliance)測試
  • 3.2.1.3 AEMO對多重連續故障穿越能力的認知
  • 3.2.1.4 系統並聯(在線)風機的反應
  • A.摘要
  • B.風機出力減少的原因
  • (B.1) A組及B組風機
  • (B.2) C組風機
  • (B.3) D組風機
  • (B.4) 個別風場的反應
  • 3.2.1.5 吹風間歇及超速之衝擊
  • 3.2.1.6 發電公司採取的後續措施
  • 五、第三次初步報告第3章「導致全黑事故的各事件」有關電網運轉部分之內容
  • 3.3 電網的動作表現
  • 3.3.1 互聯線
  • 3.3.1.1 系統分離的肇因
  • 3.3.1.2 系統全面電壓不穩定的肇因
  • 3.3.1.3 失步電驛(loss of synchronism)的反應
  • 3.3.1.4 維多利亞電網之衝擊
  • 3.3.1.5 與過去南澳州系統分離事故之比較
  • 3.3.3.2 低頻電驛卸載(UFLS)
  • 六、第三次初步報告第3章「導致全黑事故的各事件」之初步結論-初步肇因
  • 3.6 初步結論-初步肇因
  • 3.6.1 電氣故障
  • 3.6.2 發電出力降低
  • 3.6.3 系統分離
  • 3.6.4 電壓不穩定
  • 3.6.5 頻率不穩定
  • 參考資料

 

 

一、前言

2016年9月28日澳洲南部的南澳州發生全系統全黑事故,負責澳洲國家電力市場所轄電力系統電力調度與市場營運的澳洲能源市場調度中心(AEMO: Australian Energy Market Operator)分別在2016/10/5、2016/10/19公布了第一、第二次初步報告。

第2次報告提出南澳全黑是故肇因之一為再生能源之風力發電佔比過大,在這次50年來異常氣候帶來的暴風雨,風力出力減少456MW,需要從南澳-維多利亞州間的黑伍德互聯線輸入電力來補充,但因電力潮流過大,引發互聯線跳脫,導致南澳全停電事故。

此一論點,招致媒體批評AEMO本身的調度運轉有問題,而將大停電責任推卸給風力發電,同時也引起澳洲聯邦政府與地方州政府再生能源政策的口水論戰。這次2016/12/12 AEMO 公布160頁的第三次初步報告,就針對外界的批評,提出更詳細的調查報告,尤其風力著墨更細,AEMO本身調度計畫運轉方面也專章解釋該中心事故前後復電的作為,以釐清該中心的責任。同時也提出15點初步建議,以避免類似事故之再發生。至於2016/12/7以後再發現的事證及須繼續研究檢討的項目結果,將在2017年3月的最終報告中提出。

這次報告論述,仍舊認定事故前系統負載1,895MW中之風力出力883MW(佔48%),由於受到強風及龍捲風吹倒輸電線鐵塔發生6次電壓擾動,風機的故障穿越(LVRT)動作次數超過限度次數而跳機或減少出力達456MW,讓南澳電力大量靠黑伍德互聯線從維州輸入補充短缺電力,造成南澳系統發生電壓不穩定以及暫態不穩定,系統負載阻抗軌跡漂移進入黑伍德互聯線的失步電驛保護範圍內,電驛動作跳脫互聯線,兩州系統分離,南澳系統成為孤島系統,系統負載與發電出力相差太大,系統頻率驟降,下降速率高達6Hz/秒,遠超過低頻卸載(UFLS) 3Hz/秒之標置,無法建立安全運轉的孤島系統,進而系統頻率崩潰,所有機組跳脫,造成南澳州全黑大停電。

另外有關風機LVRT的重大議題是,AEMO承認不曉得各風場在一定時間內可以忍受多少LVRT的動作次數限度,因為超過次數風機就會跳脫或者減少出力,所以AEMO沒有在事前運轉計畫考量到更周全的發電排程配比。

AEMO也提出在調度運轉方面的辯解。有關氣候預報方面,氣象局預報風速會高達120公里/小時,但沒預告會發生龍捲風,而且澳洲國家電力市場轄區電力系統曾經成功承受過最大陣風風速120~140公里/小時的大風暴,所以AEMO事前並未對南澳作特別處置。此外,AEMO運轉電力系統為N-1標準,也就是系統上任何單一輸電線或單一發電機組跳脫都為「可能之偶發事件(credible contingency event)」,AEMO會在30分鐘內調整其他備轉發電機組出力或電力潮流,讓系統恢復到原來的正常狀態。但N-2則屬「不太可能之偶發事件(Noncredible contingency event)」則無法像N-1可以達到不限電回復到正常狀態。因此,黑伍德互聯線係由兩回線組成,兩回線的互聯線跳脫屬於N-2,若黑伍德互聯線跳脫次數增多,AEMO可依規則將黑伍德兩回線跳脫從「不太可能之偶發事件」改分類為「可能之偶發事件」,如此一來,調度運轉將更為保守,有可能增高電價。

N-1或N-2運轉標準,在台電運轉與規劃單位也有類似爭辯,台電的花東系統類似南澳系統都是主要靠兩條超高壓輸電線連接,一旦發生N-2事故,兩個系統命運都差不多。所以南澳這次全黑停電事故調查檢討報告對台電調度運轉與規劃單位及再生能源運轉都是很有參考價值,值得深入研讀擷取教訓。因為報告長達160頁,我就挑取部分章節摘譯如下,跟有興趣同好分享。

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我在含飴弄孫閒暇之餘,經常瀏覽到新聞、雜誌及媒體有關電業的報導,原來只PO在我的臉書上,跟老朋友分享!最近在我的部落格「Gordoncheng’s Blog』發現對電業有興趣同好還滿多的,但因本人孫女還小空閒時間不多,無法一一翻譯消化另寫文章,只好另闢專門PO電業新聞報導原文連結之「Gordoncheng’s 2nd Blog』,跟更多朋友分享!
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