第五章 臺電系統全黑啟動加壓路徑動態模擬
5.3 全黑啟動加壓路徑動態模擬
本節目的在模擬驗證臺電現行所規劃的 345kV 加壓路徑及 161kV 分段加壓路 徑的可行性[34]。本研究使用 PSS/E 作電腦動態模擬[24]，觀察加壓過程當中各變 電所電壓的變化，以補強臺電過去之穩態分析結果，並提出建議。
5.3.1 345kV 加壓路徑可行性分析 (1) 路徑規劃原則
A. 北部以中壢、汐止為目標，初期系統電壓建立後，可快速送至林口、新桃、
國光、海湖…等電廠。
B. 南部以南火、大林為目標，初期系統電壓建立後，可快速送至大林、南火、
興達等電廠。
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共有四條路徑，如圖5.1~5.4 所示，路徑圖中有少數兩變電所間以粗黑線相連 接，而不是箭頭連接，此粗黑線表連絡斷路器（tie-breaker），像是龍潭北及龍潭南 之間即是。
圖 5.1 臺電 97 年 345kV 全黑加壓路徑一
圖 5.2 臺電 97 年 345kV 全黑加壓路徑二
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圖 5.3 臺電 97 年 345kV 全黑加壓路徑三
圖 5.4 臺電 97 年 345kV 全黑加壓路徑四
(2) 模擬方式
分三種情況，第一種是分段全壓加壓，第二種是全段全壓加壓，第三種是全 段遞升加壓。
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A. 分段全壓加壓: 原則上每次投入一輸電線路作分段全壓加壓，觀察路徑中各變 電所電壓在加壓過程當中的變化。遇分岔時，則先模擬同時投 入多輸電線路的情形，因為此種情形是線路充電電流最大的情 形，如果這種情形安全的話其它情形應該也是安全的，那就表 示此路徑之分段全壓加壓是可行的，如果發現有電壓不穩定的 情形則加入電抗器或負載予以改善，若無法改善再模擬一次投 入一輸電線路的情形。
B. 全段全壓加壓: 路徑當中所有線路設定好後，含電抗器，不含負載，發電機直 接加全壓模擬。觀察路徑中各變電所電壓在加壓過程當中的變 化。
C. 全段遞升加壓: 以 20%為一階段作全段遞升加壓，觀察路徑中各變電所電壓在 加壓過程當中的變化。加至額定電壓後視需要投入負載，例如 需調節發電機虛功至容許範圍內，無效電力則視當地負載特性 以固定之比例來模擬，以期儘速讓發電機達到穩定狀態，建立 初期系統。
(3) 模擬原則
A. 機組 : 一廠以單一機組來模擬。
B. 線路 : 為降低無效電力之效應，兩廠所之間以一條線路為原則。
C. 超高壓變電所之主變壓器 : 廠用電變壓器之主變加壓初時不使用，等加壓完成 後才送電。
(4) 模擬結果
由於每一條路徑的模擬結果都互相類似，在本文中僅以路徑一為例，探討其 模擬結果。
A. 分段全壓加壓模擬結果
經過反覆的測試，表 5.1 列出對此路徑最終建議的模擬程序，表中的模擬操作 時間僅是模擬上的方便而訂定的操作時間，只是為了可以觀察到完整的電壓週期，
並非實際現場的操作時間。測試當中若遇電壓不穩定的情形，可參考表5.2 投入電
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抗器，使得各匯流排端電壓大小能符合輸電系統規劃準則，如圖5.5 所示，表 5.3 則列出電壓數據。
表5.1 345kV 分段全壓加壓路徑一模擬程序表 模擬操作時間 動作
1 秒之前 大觀二#1 端電壓 0.98pu，開路 1 秒 接上升壓變壓器加壓大觀二E
4 秒 接上大觀二E 中寮北 E 間線路加壓至中寮北 E
7 秒 接上中寮北E 峨眉 E 間線路加壓至峨眉 E，峨眉 T 加入一台 40MVAR 電抗器
10 秒 接上峨眉E 龍潭南 E 間線路加壓至龍潭南 E，在龍潭南 T 加 入一台40MVAR 電抗器
13 秒 接上龍潭南E 龍潭北 E 間 tie-line 加壓至龍潭北 E，在龍潭北 T 加入一台 40MVAR 電抗器
16 秒 接上龍潭北E 板橋 E 間線路加壓至板橋 E，接上龍潭南 E 頂 湖E 間線路加壓至頂湖 E，接上頂湖 E 頂湖東 H 間變壓器加 壓至頂湖東H，接上頂湖 E 頂湖西 H 間變壓器加壓至頂湖西 H，在板橋 T 頂湖東 T 頂湖西 T 各加入一台 40MVAR 電抗器 19 秒 接上板橋E 深美 E 間線路加壓至深美 E，接上頂湖東 H 東林
H 間線路加壓至東林 H，在深美 T 加入 40MVAR 電抗器 22 秒 接上深美E 協和 E 間線路加壓至協和 E，接上東林 H 林口 H
間線路加壓至林口H，加入協和全黑機組需提供容量 30MW 及林口全黑機組需提供容量24MW
28 秒 接上協和E 汐止 E 間線路加壓至汐止 E，接上林口 H 蘆竹 H 間線路加壓至蘆竹H，在汐止 T 加入 40MVAR 電抗器 31 接上蘆竹H 南崁 H 間線路加壓至南崁 H
34 接上南崁H 中壢 H 間線路加壓至中壢 H 37 秒 停止模擬
圖5.5 3345kV 分段
表5.2 3 位置 峨眉T 龍潭北T 龍潭南T 頂湖東T 頂湖西T 汐止T 深美T
段全壓加壓路
345kV 分段
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路徑一匯流
段全壓加壓路
流排端電壓變
路徑一電抗
變化趨勢
抗器配置表 數量 40MVAR 40MVAR 40MVAR 40MVAR 40MVAR 40MVAR 40MVAR R R
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表5.3 345kV 分段全壓加壓路徑一模擬電壓統計表
匯流排名稱 暫態峰值電壓(pu) 電壓最後穩定值(pu) 大觀二#1 16.5kV 0.9984 (7.0251 秒時) 0.97834 大觀二E 345kV 1.013 (7.0251 秒時) 0.95061 中寮北E 345kV 1.014 (7.0251 秒時) 0.94842 峨眉E 345kV 1.012 (7.0251 秒時) 0.92515 龍潭北E 345kV 0.9468 (13.4993 秒時) 0.91796 龍潭南E 345kV 0.9776 (10.4746 秒時) 0.91796 頂湖E 345kV 0.924 (34.0251 秒時) 0.91814 頂湖東H 161kV 0.9283(34.0251 秒時) 0.92238 東林H 161kV 0.9349(34.0251 秒時) 0.92893 林口H 161 kV 0.9448(34.0251 秒時) 0.93877 蘆竹H 161 kV 0.9465(34.0251 秒時) 0.94047 南崁H 161 kV 0.947(34.0251 秒時) 0.94099 中壢H 161 kV 0.9481(34.0251 秒時) 0.94209 板橋E 345 kV 0.9169(34.0251 秒時) 0.91109 板橋H 161 kV 0.911(34.0251 秒時) 0.90521 深美E 345 kV 0.9147(34.0251 秒時) 0.90892 深美H 161kV 0.9112(34.0251 秒時) 0.90546 協和E 345 kV 0.9138(34.0251 秒時) 0.90797 汐止E 345 kV 0.912(34.0251 秒時) 0.90625
B. 全
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表5.5 345kV 全段全壓加壓路徑一電抗器配置表
位置 數量
峨眉 T 40MVAR
龍潭北 T 40MVAR
龍潭南 T 40MVAR
頂湖東 T 40MVAR
頂湖西 T 40MVAR
汐止 T 40MVAR
板橋 T 40MVAR
深美 T 40MVAR
表5.6 345kV 全段全壓加壓路徑一模擬電壓統計表
匯流排名稱 暫態峰值電壓(pu) 電壓最後穩定值(pu)
大觀二#1 16.5kV 0.981(1.5394 秒時) 0.97853
大觀二 E 345kV 0.9800(-0.0007 秒時) 0.95228
中寮北 E 345kV 0.9527(1.5394 秒時) 0.95028
峨眉 E 345kV 0.9304(1.5394 秒時) 0.92799
龍潭北 E 345kV 0.9234(1.5394 秒時) 0.92108
龍潭南 E 345kV 0.9234(1.5394 秒時) 0.92108
頂湖 E 345kV 0.9238(1.5394 秒時) 0.92143
頂湖東 H 161kV 0.9282(1.5394 秒時) 0.92580
東林 H 161kV 0.9351(1.5394 秒時) 0.93273
林口 H 161 kV 0.9456(1.5394 秒時) 0.94321
蘆竹 H 161 kV 0.9473(1.5394 秒時) 0.94492
南崁 H 161 kV 0.9479(1.5394 秒時) 0.94545
中壢 H 161 kV 0.949(1.5394 秒時) 0.94655
板橋 E 345 kV 0.9169(1.5394 秒時) 0.91453
板橋 H 161 kV 0.9109(1.5394 秒時) 0.90862
深美 E 345 kV 0.9148(1.5394 秒時) 0.91246
深美 H 161kV 0.9113(1.5394 秒時) 0.90898
協和 E 345 kV 0.9139(1.5394 秒時) 0.91161
汐止 E 345 kV 0.9122(1.5394 秒時) 0.90989
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C. 全段遞升加壓模擬結果
經過反覆的測試，表5.7 列出對此路徑最終建議的模擬程序，測試當中若遇電 壓不穩定的情形，可參考表5.8 投入電抗器，使得各匯流排端電壓大小能符合輸電 系統規劃準則，如圖5.7 所示，表 5.9 則列出電壓數據。
表5.7 345kV 路徑一全段遞升加壓模擬程序表
模擬操作時間 動作
1 秒之前 觀二發電機端電壓維持預設值0.0001pu，線路全部接好 1 秒 觀二發電機端電壓升高為0.2pu 並投入板橋、汐止、頂湖西、
峨眉各80MVAR 電抗器，頂湖東 40MVAR 電抗器 31 秒 觀二發電機端電壓升高為0.4pu
41 秒 觀二發電機端電壓升高為0.6pu 51 秒 觀二發電機端電壓升高為0.8pu
61 秒 觀二發電機端電壓升高為1.02pu，之後維持此電壓
71 秒 加入協和全黑機組需提供容量 30MW 及林口全黑機組需提 供容量24MW
81 秒 停止模擬
圖5.7 345kV 路
表5.8 34 位置 峨眉T 板橋T 汐止T 頂湖西T 頂湖東T
路徑一全段遞
45kV 路徑一
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遞升加壓匯
一全段遞升
匯流排端電壓
升加壓電抗器
壓變化趨勢
器配置表 數量 40MVAR 40MVAR 40MVAR 40MVAR 80MVAR 勢
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表5.9 345kV 路徑一全段遞升加壓模擬電壓統計表
匯流排名稱 暫態峰值電壓(pu) 電壓最後穩定值(pu) 大觀二#1 16.5kV 1.042(62.5132 秒時) 1.0116
大觀二E 345kV 1.003(62.5132 秒時) 0.97146 中寮北E 345kV 0.9996(62.5132 秒時) 0.96837 峨眉E 345kV 0.9698(62.5132 秒時) 0.93853 龍潭北E 345kV 0.9633(62.5132 秒時) 0.9319 頂湖E 345kV 0.9603(62.5132 秒時) 0.92879 頂湖東H 161kV 0.9648(62.5132 秒時) 0.93308 頂湖L 69kV 1.039(62.5132 秒時) 1.0049 東林H 161kV 0.972(62.5132 秒時) 0.93971 東林D 23.9 kV 1.069(62.5132 秒時) 1.0337
林口H 161 kV 0.983(62.5132 秒時) 0.94966 蘆竹H 161 kV 0.9847(62.5132 秒時) 0.95138 南崁H 161 kV 0.9853(62.5132 秒時) 0.95191 中壢H 161 kV 0.9864(62.5132 秒時) 0.95302 中壢D 23.9 kV 1.085(62.5132 秒時) 1.0483 板橋E 345 kV 0.9531(62.5132 秒時) 0.92173
板橋H 161 kV 0.9413(62.5132 秒時) 0.91024 板橋D 23.9 kV 1.035(62.5132 秒時) 1.0013 深美E 345 kV 0.9514(62.5132 秒時) 0.91991
深美H 161 kV 0.9514(62.5132 秒時) 0.91991 協和E 345 kV 0.9486(62.5132 秒時) 0.9171 汐止E 345 kV 0.9448(62.5132 秒時) 0.91349
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嘉義
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圖 5.13 臺電 97 年 161kV 全黑加壓路徑六
圖 5.14 臺電 97 年 161kV 全黑加壓路徑七
圖5.15 臺電 97 年 161kV 全黑加壓路徑八
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興達南E
興益E
H龍崎南E 路北E
岡山H
路園H 興達北E
興達ST2
圖5.16 臺電 97 年 161kV 全黑加壓路徑九圖5.17 臺電 97 年 161kV 全黑加壓路徑十
(4) 模擬結果
由於每一條路徑的模擬結果都互相類似，在本文中僅以路徑一為例，探討其 模擬結果。
經過反覆的測試，表5.10 列出對此路徑最終建議的模擬程序，測試當中若遇 電壓不穩定的情形，可參考表5.11 投入電抗器，使得各匯流排端電壓大小能符合 輸電系統規劃準則，如圖5.18 所示，表 5.12 則列出電壓數據。
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表5.10 161kV 分段全壓加壓路徑一模擬程序表 時間 動作 1 秒之前 石門#1 端電壓 1pu，開路
1 秒 接上升壓變壓器加壓石門H
4 秒 接上石門H 瑞源分歧間線路加壓至瑞源分歧 7 秒 接上瑞源分歧瑞源H 間線路加壓至瑞源
11 秒 接上瑞源 H 松樹 H 間線路加壓至松樹，在松樹 D 加入負載 50MW、21.4MVAR
14 秒 接上松樹H 隆恩 H 間線路加壓至隆恩，接上松樹 H 中壢 H 間線 路加壓至中壢
17 秒 接上隆恩H 介壽 H 間線路加壓至介壽，接上中壢 H 南崁 H 間線 路加壓至南崁，接上中壢 H 海湖 H 間線路加壓至海湖(含該機組 所需之全黑啟動容量20MW)
20 秒 接上介壽H 板橋 H 間線路加壓至板橋，接上南崁 H 蘆竹 H 間線 路加壓至蘆竹，在板橋加入60MVAR 電抗器
28 秒 接上板橋H 信南 H 間線路加壓至信南，接上蘆竹 H 林口 H 間線 路加壓至林口(含該機組所需之全黑啟動容量 24MW)，在板橋再 加入20MVAR 電抗器
33 秒 接上信南 H 秀朗分歧間線路加壓至秀朗分歧，在板橋再加入 40MVAR 電抗器
38 秒 接上秀朗分歧台北H 間線路加壓至台北 43 秒 停止模擬
圖5
表
5.18 161k
表5.11 161 位置 板橋T
kV 分段全壓
kV 分段全
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壓加壓路徑
全壓加壓路徑
徑一端電壓變
徑一電抗器
變化趨勢
器配置表 數量 120MVARR
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表5.12 161kV 分段全壓加壓路徑一電壓統計表
匯流排名稱 暫態峰值電壓(pu) 電壓最後穩定值(pu) 石門#1 13.8kV 1.163(17.1258 秒時) 0.9957
石門H 161kV 1.298(17.1258 秒時) 1.0325 瑞源分歧161kV 1.299(17.1258 秒時) 1.0322 瑞源H 161kV 1.303(17.1258 秒時) 1.0306 松樹H 161kV 1.307(17.1258 秒時) 1.0288 隆恩H 161kV 1.309(17.1258 秒時) 1.0188 介壽H 161kV 1.31(17.1258 秒時) 1.0088 板橋H 161kV 1.104(28.1307 秒時) 0.99447 信南H 161 kV 1.104(28.1307 秒時) 0.99532 秀朗分歧161 kV 1.016(38.0999 秒時) 0.99557 台北H 161 kV 1.016(38.0999 秒時) 0.9956 中壢H 161 kV 1.309(17.1258 秒時) 1.0368 南崁H 161 kV 1.31(17.1258 秒時) 1.0484 蘆竹H 161 kV 1.157(28.1307 秒時) 1.0495 林口H 161 kV 1.157(28.1307 秒時) 1.05
海湖H 161kV 1.309(17.1258 秒時) 1.0369
100
5.4 本章小結
本章目的在以動態模擬來驗證臺電公司所規劃的全黑啟動加壓路徑的可行性，
包括 345kV 線路的分段全壓加壓路徑、全段全壓加壓路徑、全段遞升加壓路徑及 161kV 線路的分段全壓加壓路徑。此模擬驗證考慮發電機有效、無效電力、送電 負載配置、電抗器使用台數、復電時間等因素，對所有可能加壓路徑皆提出適當 的動態模擬程序。