2017/10/13
｜撰文：鄭金龍（台電電力調度處處長退休、Gordoncheng's Blog部落客)
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圖片來源／@ Massyparcer (CC BY 2.0)
2011年韓國915大停電後，如何轉變新生、邁向穩定供電的目標？從限電到改善對策，本篇一一告訴你。
6年前的韓國 也因秋老虎大停電
2017年8月破紀錄的異常高溫籠罩著台北，發生了全民譁然的815大停電。讓作者想起6年前（2011）的9月15日，秋老虎也導致韓國電力公司（KEPCO，簡稱韓電）發生50年來首次全國性分區輪流限電的事故。當時韓國全民反應激烈，一片憤怒、要究責的聲音，不亞於台灣剛發生過的815大潭電廠分區輪流停電的事故。停電第2天韓國總統李明博親臨韓電總部怒斥官員35分鐘，點名要人負責，9月27日知識經濟部（Ministry of Knowledge Economy, MKE，2013年改為產業通商資源部MOTIE）部長崔重卿下台負責。
之後，MKE與韓電都戰戰兢兢研擬電力供應改善對策，至今已經平安的渡過6年。因此，對剛發生過815大停電的台灣，且讓我們來回顧韓國915大停電的來龍去脈與善後措施，檢視學習有可借鏡之處。
915大停電遠因：用電預測偏低，新建發電容量減少
韓國為實施電業自由化，2001年4月2日韓電的發電部門分割出去成為6家發電子公司，另外成立獨立的韓國電力交易所（Korea Power Exchange, KPX），功能類似美國的獨立電力調度中心（Independent System Operator, ISO），KPX除負責韓國電力系統的電力市場及電力調度運轉工作，根據韓國新電業法（EBA）規定，也協助當時的產業資源部（2008年改為知識經濟部）每2年制定「長期電力供需基本計畫（Basic Plan for Long-term Electricity Supply and Demand, BPE）」及執行負載預測。
自2002年8月第1期BPE公布至今，BPE已發行7期。其中誤差最大的就是2006年發行的第3期，其預測2006年～2020年的負載預測，但自2010年以來，實際尖峰負載高於第3期預估負載達到500萬瓩以上，特別是中、長期發生約10～18％的預測誤差，誤差最高的2016年，原預估7,005萬瓩但實際值8,518萬瓩，誤差高達1,513萬瓩（下圖）。因此BPE計畫需要新設發電機組容量也因此隨之大量減少。
資料來源／KPX網站-第1~7期BPE
為何用電預測如此不準？KPX歸責於下列原因：
- 經濟成長：過去10年來經濟穩定成長，導致電力需求同樣成長，也就是國民生產毛額（GDP）與用電有強烈關聯（下圖）。
- 工業結構：重工業在GDP的占比提升，使得電力需求增加。製造業的占比從2002年的22.7％增加到2011年的28.8％。
- 3. 生活水準：國民收入、核心家庭與住宅的增加、及電氣產品的普及，導致用電增加。2000年至2010年之間，四人住家比例下降，單身住家增加86.2％。而單身住家的人均用電是四人住家的1.5倍。
- 改用電力：由於電力價格相對低廉，吸收許多其他能源的使用者，例如天然氣、煤油用戶改用電力。
- 電熱／冷氣用電突增：氣候變遷出現極端過低或過高異常氣溫，導致電暖氣及冷氣用電增加。
資料來源／KPX網站-第6期BPE
需求面管理不足、電廠工程延後、備用容量率下降亦是肇因
用電預測不準外，需求面管理（DSM）不足、新設電廠工程延後與取消、機組故障、核能安檢標準加強等，也導致供電備用容量快速下降。
積極的需求面管理目標是做為減少用電政策的一部分，但是實現目標的方案並不足夠，導致在BPE中，高估需求面管理成效，讓負載預測值偏低。另外，嘗試讓電價反映成本（目前電價偏低，需提高電價），是需求面管理的主要手段，但改革電價定價系統的行動相對較為缺乏。
而BPE原計畫新建的許多電廠工程，都面臨延後或取消的命運。例如第3期BPE預定在2012年、2013年要商轉的機組，被延後或取消的容量分別高達498.3及415萬瓩。
最後，自從2009年起，發電機組故障次數從78次增至2012年的161次；2011年日本東電福島核災事故後，為加強安全標準，有些核能機組停機檢查。因此，扣除大修、故障機組後之供電備用容量率大幅下降，2012年夏季備用容量曾低到3.8％（下圖）。
此外，韓電系統年度最高用電以往都發生在夏季，但自2009年起到2015年期間，年尖峰負載改在冬季發生，變成有夏季與冬季雙尖峰，春、秋兩季機組歲修容量增加，也讓供電備用容量更為減少。
資料來源／EPSIS網站
915當天：氣候異常、秋老虎來襲，讓負載突升、備轉容量驟降──緊急分區輪流停電
2011年全球各地出現很多極端天氣事件。位於溫帶氣候帶的韓國，9月照理天氣已漸轉涼，過去30年的平均氣溫也約26度。但在中秋節過後的第3天──9月15日，不幸遭到秋老虎襲擊！
當天首爾下午氣溫高達31度，用電驟升，最高用電達6,728萬瓩，比預測值6,400萬瓩高出328萬瓩，備轉容量降到334萬瓩（5％）（下圖），低於400萬瓩之規定，下午3點半就開始緊急分區輪流停電，每輪30分鐘，到晚上7點56分才停止。
資料來源／EPSIS網站
有關分區輪流停電的經過，根據韓國朝鮮日報報導，是KPX中央調度室未遵守程序驚慌下令限電、未在早上及早採取應變措施，及備轉容量計算不實、又未將機組歲修延後導致。
9月15日早上9點備轉容量為24.3％，10點降為15.1％，10點過後最高用電負載就超過預測之64GW，11點（也就是限電4個鐘頭前）之後，用電還猛增，備轉容量驟降，低於10％的安全線，到了午休才恢復到11.9％。下午1點用電負載又再度開始直線飆升，下午2點KPX調度銀幕上的系統用電曲線幾乎90度直線上升，備轉容量跌至6.7％，到下午3點，備轉容量只剩343萬瓩，低於KPX規定維持的400萬瓩標準。
下午3點11分，KPX中央調度室面對這種前所未有的情況，倍感驚慌，甚至忘了緊急應變方案，中央調度室理事長廉明天下令緊急分區輪流停電！但根據KPX輸電系統緊急預警程序，備轉容量必須低於100萬瓩的第一級警告時才能實施緊急分區輪流停電，且「韓電緊急限電措施」規定限電要事先得到MKE的許可。
若KPX中央調度室上午及早就採取應變措施，或許來得及避免限電。但是值班部門在下午1點50分才向理事長廉明天報告「緊急狀況」。KPX到下午2點半左右才通報MKE，而MKE連對策會議都沒召開，就指示「儘量用系統降電壓避免限電」。
在KPX與MKE互相踢皮球之際，下午3點系統瞬間備轉容量跌至148萬瓩超緊急狀況，3點11分KPX在未經MKE核准及沒發出通知警告下，就單方面下令緊急分區輪流停電。
據韓國中央日報報導，9月18日MKE部長舉行記者會指出，KPX於15日下午2點30分時通報MKE備轉容量跌到350萬瓩，低於安全裕度400萬瓩。但350萬瓩備轉容量包括202萬瓩無法及時供電、需要5小時加溫才能出力的容量；下午3點左右更正僅有148萬瓩，但是這148萬瓩又沒考慮到機組夏季高溫出力減少因素，並不能提供全部電量輸出。所以當時備轉容量實際僅有24萬瓩（0.36％）。怪不得KPX下令緊急分區輪流停電，避免全國大停電。
此外，韓電及KPX似乎忽略近幾年來全球氣候異常、秋天氣溫偏高的現象。MKE在8月31日還行文韓電的機組歲修延後到9月23日，但韓電還是不顧警告，安排890萬瓩共25部機組停機歲修。
915後的韓電對策
915大停電後，MKE部長與KPX董事長雙雙辭職下台。新人上任後，為防止大停電再發生，由韓電、KPX、學術界、研究機構等成立專案小組，來改革系統、提出改善對策，主要對策如下：
- 增加7％備用容量應付負載預測之不確定性：
除了維持最低備用容量15％外，另外增加應付負載預測不確定性之備用容量7％，預計2027年達到22％目標。自從第3期BPE以來，在計畫中添加機組以緩解計畫所延遲或取消之發電工程。在第3、4、5期BPE分別增加325、410、730萬瓩等複循環機組。
- 改善負載預測之精準度：
此次大停電，因為KPX現有負載預測小組無法正確預測快速變化的電力需求，專案小組有人建議新設「負載預測中心」，但有其他專家表示，即使按照政府計畫新設預測機構，也很難保證做得更好，與其疊床架屋、另設機構，不如透過改善KPX的人力來實現。
915大停電時的負載預測沒有考慮到異常氣候等條件，因此MKE與KPX另外開發1套新算法的負載預測程式，將以前的單一分析模型分為多個模型，採樣溫度的城市增加到8個，並跟氣象部門密切合作，聘請退休氣象專家參與預測工作。
- 發電機組延後除役：
第4、5期BPE分別延後除役251及256.8萬瓩。
- 強化需求面管理：
大停電後，與2,300家企業簽約分散假期與作業調整，降低尖峰用電250萬餘瓩，及擴大直接負載控制可停電力系統（2013年5,760家企業515萬瓩）。
另外，在2013年初編定的第6期BPE，訂定需求面管理計畫目標降低尖峰負載12％及用電量減少15％目標。並以下列項目推動：
・效率改進：改進電氣及電子產品效率，建立建築能源管理體系（BEMS），推廣降低尖峰負載效果良好的產品。
・改進電價定價系統：以成本為基礎的定價系統，防止各種能源消費替代性的扭曲，且價格功能應導引合理消費。
・早日擴充智慧型電網：提早推動智慧型電表、擴大儲能系統與智慧型需量反應管理。
預期2027年達到降低夏季尖峰負載1,585.4萬瓩的目標。
- 加強電廠施工管理：
實施工程狀況管理數位化系統，透過半年或季別檢查工程進度，實現準時完工。
- 增購緊急容量及民營發電額外容量：
從緊急設施、汽電共生及再生能源增購606.4萬瓩發電容量。
協調民營發電廠例如工業、社區能源系統及再生能源在尖峰時段運轉到最大容量，採購其額外的發電容量，夏季採購至85萬瓩。
- 改善緊急應變系統與媒體公關
改善目前緊急應變系統，當緊急情況發生時，由KPX作為對外單一窗口，統一發布警告、澄清訊息。以解決這次緊急停電各部門各自為政發生混亂，而延遲對外界的告知與溝通，造成民眾不滿。
此外，MKE根據緊急狀況的不同階段，建立一套公眾示警通告系統，在緊急情況發生前，與廣播（包括簡訊等）系統合作結合，立即發出示警通告。另外，加強交通信號與小型醫院等供電設施，以減少停電時民眾的不便與損害。
- 推動「全民電廠」節約能源
韓國積極推動「全民電廠（power plants for the public）」運動，通過演練緊急情況傳播節約用電的文化。而在2012年4月，韓國首爾市朴元淳市長也響應提出「省下一座核電廠」計畫（One Less Nuclear Power Plan, OLNPP），要在2014年減少200萬噸油當量（TOE）的能源消耗、提高能源自給率至5％，並在2014年6月宣布省電目標達標！
- 透過研討會、論壇等，全民討論大停電對策
韓國電機工程師學會（KIEE）及MKE都在停電1年後舉辦研討會與論壇，全民討論防止大停電再發生的對策進展與未來的挑戰。
大停電不是結束，改變正要開始
回顧6年前的韓國915大停電，看到韓電已經逐漸走出限電夢魘，回頭再看台灣剛發生的815大停電，兩相比較，許多肇因看似雷同，或許韓電走過的改善之道，可做為我們的前車之鑑。
參考資料：
- KPX網站-第1~7期BPE
- One year after the intentional load shedding of September 15th- Energy Economy Daily
- 2011年9月15日韓電緊急分區停電- Gordoncheng's Blog
- 韓國朝鮮日報、中央日報、韓聯社
關鍵字：停電,備載容量,負載預測