「台灣電網韌性/從大停電看我國電網」修訂間的差異

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[[分類:台灣電網韌性(高中全民國防課程)]]
 
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==台灣的電力布署，目前不堪一擊==
 
==台灣的電力布署，目前不堪一擊==
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<div style='float:right'><img src='http://urclass.net/uploadFiles/跨校選修/207/台灣電網地圖.jpg' width='700' height='394'></div>
 
===歷次大停電===
 
===歷次大停電===
 
#1999年7月29日臺南縣左鎮鄉第326號的輸電鐵塔，因為連日豪雨致地基流失而傾斜，龍崎超高壓變電所為了自我保護跳電，最後導致台南以北大規模停電。
 
#1999年7月29日臺南縣左鎮鄉第326號的輸電鐵塔，因為連日豪雨致地基流失而傾斜，龍崎超高壓變電所為了自我保護跳電，最後導致台南以北大規模停電。
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#設置地本身不能被風災、水災、土石流波及。
 
#設置地本身不能被風災、水災、土石流波及。
 
*如果在本島普設 1500 個微電網，絕對可以提高台灣本島整體的電網靭性，使得攻打台灣的作戰計畫要複雜許多，進而減少戰爭發生的風險。
 
*如果在本島普設 1500 個微電網，絕對可以提高台灣本島整體的電網靭性，使得攻打台灣的作戰計畫要複雜許多，進而減少戰爭發生的風險。
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===微電網的重要性===
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#提高能源可靠性：微電網可以在主電網發生故障或維護時，繼續為用戶提供穩定的電力供應。這對於醫院、數據中心等對電力高度依賴的機構尤為重要。
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#支持可再生能源整合：微電網能夠有效地整合太陽能、風能等可再生能源，有助於減少對傳統化石燃料的依賴，降低碳排放。
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#增強電網韌性：在自然災害或其他極端天氣事件中，微電網能夠維持關鍵基礎設施和服務的運行，提高社區的韌性。
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#促進分散式能源系統發展：微電網的發展鼓勵了更分散、更靈活的能源生產和消費方式，有助於優化整體能源系統的效率。
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#經濟效益：通過降低峰值需求和更有效地利用本地能源資源，微電網可以幫助降低能源成本，對用戶和運營商都具有經濟利益。
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#促進鄉村和偏遠地區電氣化：對於偏遠地區或電網難以覆蓋的區域，微電網提供了一種可行的電力解決方案，促進了這些地區的經濟和社會發展。
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#支持智慧城市建設：微電網的智能管理系統與物聯網技術結合，可以支持智慧城市的建設，實現更高效和可持續的城市運營。
 
===這些地方特別應該考慮建立微電網===
 
===這些地方特別應該考慮建立微電網===
 
#醫院和急救中心：這些設施在災害或戰亂期間提供醫療救護，對電力的連續供應有著絕對的需求。
 
#醫院和急救中心：這些設施在災害或戰亂期間提供醫療救護，對電力的連續供應有著絕對的需求。
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#避難所和臨時庇護所：這些地方在災害期間提供給民眾臨時的居住和避難場所，需要穩定的電力來維持基本生活條件。
 
#避難所和臨時庇護所：這些地方在災害期間提供給民眾臨時的居住和避難場所，需要穩定的電力來維持基本生活條件。
 
#學校和社區中心：在一些情況下，這些地點可能被用作緊急庇護所或救援物資的分發中心。
 
#學校和社區中心：在一些情況下，這些地點可能被用作緊急庇護所或救援物資的分發中心。
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==家用電器功率==
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===原理頁===
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*功率是什麼！？
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**功率定義為能量轉換或使用的速率，以單位時間的能量大小來表示，即是作功的效率。
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**功率的國際標準制單位是瓦特(W)，名稱是得名於十八世紀的蒸汽引擎設計者詹姆斯·瓦特(James Watt)。
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*瓦特表
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**為測量電功率的儀表，亦稱功率計，主要由電流線圈與電壓線圈組成，用於量度整體電路或某負載之輸出功率大小。當電流線圈所產生之磁場與電壓線圈所產生之磁場交互作用時，即
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產生與電功率成正比之電磁力而使指針偏轉，因此利用瓦特表計可直接測出負載的電功率。(科工館典藏)
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*影片操作步驟 (供返家後可以操作)
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* [https://www.youtube.com/watch?v=nfFmzaszANw 微型電器功率消耗監測儀]
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===活動頁===
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*材料準備：
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*#微電腦智慧插座
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*#數種家電 (吹風機、 USB 快充豆腐頭、 循環扇….等， 共 5ˋ種)
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*#紀錄大海報 (或是現場有可書寫大電視)
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===🧪實驗步驟： 吃電怪獸在哪===
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#每組先到前方拿取一個電器，帶回後進行量測
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#需要量測:最大即時功率(Watt)、電流(CUR)、電壓(VOLT)、頻率(FREQ)、3分鐘消耗度數(kWh)
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#每5分鐘更換一次電器
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#上台寫下各組觀察到的數據
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==電力的長距離輸送==
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*電的形式：分成直流電(愛迪生)與交流電(特斯拉)
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**直流電(Direct Current,DC)：電流的方向為固定方向，不會隨時間的變化而產生改變，用圖形來表示就是一條直線。
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**<img src="http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/DC.png" width=300px>
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**交流電(Alternating Current,AC)：電流的方向會發生週期性變化，家庭用電大約是以每秒60次的頻率變動，用圖形來表示就是反覆曲線。
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**<img src="http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/AC.png" width=300px>
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===實作：市電(交流電)的觀察===
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#開啟手機，切換至攝影模式。
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#調整成240Hz模式。
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#對著天花板的燈錄影，再觀看結果。
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#改對著老師帶來的燈泡錄影，重複一次。
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*<span style="color:red">本次實驗結果依手機狀況決定</span>
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<span style='vertical-align:top;'>影片:</span>
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[http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/用手機慢動作拍攝日光燈管，看到明暗轉換1.mp4 手機慢動作拍攝,明暗轉換]
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[http://jendo.org/uploadFiles/跨校選修/205/用手機慢動作拍攝日光燈管，看到明暗轉換2.mp4 手機慢動作拍攝,明暗轉換]
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==活動：直流電與交流電==
 
==活動：直流電與交流電==
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<details><summary>為何長距離輸送電力運用交流電？</summary>
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<dl><dd>Ans: 因為這樣才能降低電流，減少功率的損耗，而逆變器(將直流電轉換為交流電的電力電子裝置)就變得很必要</dd></dl>

於 2025年4月1日 (二) 15:53 的最新修訂

台灣的電力布署，目前不堪一擊

歷次大停電

  1. 1999年7月29日臺南縣左鎮鄉第326號的輸電鐵塔，因為連日豪雨致地基流失而傾斜，龍崎超高壓變電所為了自我保護跳電，最後導致台南以北大規模停電。
  2. 1999年921大地震導致全台停電。
  3. 2017年8月15日16時51分起，台電大潭發電廠的天然氣供應管線因巨路國際公司更換卡片不當，造成意外停止運作，導致大潭發電廠6部機組全部跳停，進而造成全臺電力備轉容量(3.17%)不足，供電系統避免全面崩潰，啟動保護措施而分區停電。592萬戶停電。
  4. 2021年5月13日高雄市路竹路北超高壓變電所匯流排故障，導致興達電廠共4部機組跳脫，電網啟動自動保護機制，導致462萬戶停電。

303大停電

  • 說明

2022年3月3日上午9點7分，興達電廠開關場因操作人員失誤，未依照標準程序填充絕緣氣體，導致設備出現問題，9台發電機組無法送出電力，使南部電力系統的電力輸出能力瞬間下降，龍崎超高壓變電所無法反應，於是先行跳脫，以保護整個電網。龍崎超高壓變電所肩負1050萬瓩的電力，系統跳脫後造成嘉義以南大區域停電，停電戶數達全台整體1400萬用戶中的549萬戶，占比39.2％。同時，北部地區也啟動低頻卸載，造成點狀式部分停電。最終停電超過550萬戶。

  • 為什麼台灣的電力系統如此脆弱？

台灣的電力系統主要分成南、北兩個主電網，南、北彼此也有連結，找出南北電網的樞鈕，以及南北電網的連結點，即可打癱台灣的供電系統。所以中研院綠能所電網組的博士曾說：「303停電，台灣自己已經告知習近平，開戰時該打哪裡」。

台灣電力如此布署的理由何在？

這樣的電力布署經濟效益較高，但是不利於防災，尤其不利於國防。

由俄烏戰爭看電網靱性的重要

福山國小防災型微電網

  • 2015年8月蘇迪勒風災後，福山部落斷電 17天，台電於福山國小建置「微電網」，2017年1月18日啟動，供當地避難收容處所之緊集用電。
  • 工研院資料：
  1. 三組太陽能光電合計 29kW ＋ 柴油發電機 60kW ，儲能設備 50kWh(50度,鋰電池)。
  2. 太陽能光電依新北市地均平均日照，日發電量 75 度，油料儲備 14 天用量。
  3. 配電盤有切換聯網與獨立微電網的模式。
  4. 整套設備總經費 700 萬。
  5. 太陽能光電平日與公用電網併聯，提供在地電力，減少當地電力需求。
  6. 設置地本身不能被風災、水災、土石流波及。
  • 如果在本島普設 1500 個微電網，絕對可以提高台灣本島整體的電網靭性，使得攻打台灣的作戰計畫要複雜許多，進而減少戰爭發生的風險。

微電網的重要性

  1. 提高能源可靠性：微電網可以在主電網發生故障或維護時，繼續為用戶提供穩定的電力供應。這對於醫院、數據中心等對電力高度依賴的機構尤為重要。
  2. 支持可再生能源整合：微電網能夠有效地整合太陽能、風能等可再生能源，有助於減少對傳統化石燃料的依賴，降低碳排放。
  3. 增強電網韌性：在自然災害或其他極端天氣事件中，微電網能夠維持關鍵基礎設施和服務的運行，提高社區的韌性。
  4. 促進分散式能源系統發展：微電網的發展鼓勵了更分散、更靈活的能源生產和消費方式，有助於優化整體能源系統的效率。
  5. 經濟效益：通過降低峰值需求和更有效地利用本地能源資源，微電網可以幫助降低能源成本，對用戶和運營商都具有經濟利益。
  6. 促進鄉村和偏遠地區電氣化：對於偏遠地區或電網難以覆蓋的區域，微電網提供了一種可行的電力解決方案，促進了這些地區的經濟和社會發展。
  7. 支持智慧城市建設：微電網的智能管理系統與物聯網技術結合，可以支持智慧城市的建設，實現更高效和可持續的城市運營。

這些地方特別應該考慮建立微電網

  1. 醫院和急救中心：這些設施在災害或戰亂期間提供醫療救護，對電力的連續供應有著絕對的需求。
  2. 應急服務和災害應對中心：如消防局、警察局、救災中心等，這些單位在災害或戰亂中扮演關鍵角色，需要穩定的電力來維持通訊和運營。
  3. 基礎設施控制中心：包括水處理廠、電信設施、交通控制中心等，它們的運作對於維持城市基本功能至關重要。
  4. 政府機關和緊急指揮中心：在緊急情況下，政府機關需要持續運作來協調救援和應對措施。
  5. 軍事設施和國防工業：為了保障國家安全和防衛需要，在這些地點建立微電網尤為重要。
  6. 供水和供氣設施：確保在任何情況下都能提供基本的生活需求，如清潔飲用水和供暖。
  7. 食品供應和存儲設施：在災害發生時，保證食品的安全存儲和供應至關重要。
  8. 避難所和臨時庇護所：這些地方在災害期間提供給民眾臨時的居住和避難場所，需要穩定的電力來維持基本生活條件。
  9. 學校和社區中心：在一些情況下，這些地點可能被用作緊急庇護所或救援物資的分發中心。

家用電器功率

原理頁

  • 功率是什麼！？
    • 功率定義為能量轉換或使用的速率，以單位時間的能量大小來表示，即是作功的效率。
    • 功率的國際標準制單位是瓦特(W)，名稱是得名於十八世紀的蒸汽引擎設計者詹姆斯·瓦特(James Watt)。
  • 瓦特表
    • 為測量電功率的儀表，亦稱功率計，主要由電流線圈與電壓線圈組成，用於量度整體電路或某負載之輸出功率大小。當電流線圈所產生之磁場與電壓線圈所產生之磁場交互作用時，即

產生與電功率成正比之電磁力而使指針偏轉，因此利用瓦特表計可直接測出負載的電功率。(科工館典藏)

活動頁

  • 材料準備：
    1. 微電腦智慧插座
    2. 數種家電 (吹風機、 USB 快充豆腐頭、 循環扇….等， 共 5ˋ種)
    3. 紀錄大海報 (或是現場有可書寫大電視)

🧪實驗步驟： 吃電怪獸在哪

  1. 每組先到前方拿取一個電器，帶回後進行量測
  2. 需要量測:最大即時功率(Watt)、電流(CUR)、電壓(VOLT)、頻率(FREQ)、3分鐘消耗度數(kWh)
  3. 每5分鐘更換一次電器
  4. 上台寫下各組觀察到的數據

電力的長距離輸送

  • 電的形式：分成直流電(愛迪生)與交流電(特斯拉)
    • 直流電(Direct Current,DC)：電流的方向為固定方向，不會隨時間的變化而產生改變，用圖形來表示就是一條直線。
    • 交流電(Alternating Current,AC)：電流的方向會發生週期性變化，家庭用電大約是以每秒60次的頻率變動，用圖形來表示就是反覆曲線。

實作：市電(交流電)的觀察

  1. 開啟手機，切換至攝影模式。
  2. 調整成240Hz模式。
  3. 對著天花板的燈錄影，再觀看結果。
  4. 改對著老師帶來的燈泡錄影，重複一次。
  • 本次實驗結果依手機狀況決定

影片: 手機慢動作拍攝,明暗轉換 手機慢動作拍攝,明暗轉換


活動：直流電與交流電

為何長距離輸送電力運用交流電？

Ans: 因為這樣才能降低電流，減少功率的損耗，而逆變器(將直流電轉換為交流電的電力電子裝置)就變得很必要
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