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Tech
Notes
技術專文

隨著廠房的規模與產值越來越龐
圖一、電力系統架構
大，運轉人員的責任與壓力也越來
越繁重，電力系統一旦發生故障而
停止供應時，將造成產能與設備鉅 電力監控系統
額損失。特別是當電力系統發生多
重故障且有設備失效時，值班人員
難以由大量的警報訊息中，立即判
斷出故障發生的關鍵位置。即使是 高壓 中壓 低壓
主變 變電 變電 變電 生產
經驗豐富的值班人員，在面臨壓力 壓器 站 站 站 機台
時亦可能做出錯誤的判斷與操作，
引起電力二次事故，停電區域再擴
發電機
大，延宕復電的時間，造成更大的 系統
電力系統
損失。因此如何確保運轉人員在面
臨事故發生時，仍保有熟練的應變
能力，是平時電力系統人員訓練的
圖二、軟體模擬的範疇
重點。
但是也由於是如此重要的系統，平
時的訓練課程常常僅限於書面模擬 電力監控系統
既有系統
或影片觀賞，人員除了在例行的必
要操作作業外，不輕易地進行電力
監控系統操作，無法有效累積全面
的系統操作經驗。因此在 12 吋廠 主變 高壓 中壓 低壓 生產
變電
變電
變電
務部合併成 300mm 廠務處後，將 壓器 站 站 站 機台
技能訓練視為第一優先的戰略目
標，相關同仁走訪了許多專業機構 發電機 軟體模擬範疇
的訓練中心，最後參考核電廠設 系統 電力系統
置模擬訓練室的概念，計畫在有限
預算內，以軟體的方式打造一個全
廠規模的電力系統模擬器，讓所有
人員隨時可以在不影響生產的情況 易，還必須分解電力系統的各種架 層的向上傳遞累加。
下，大量且快速的累積監控系統操
構與其自動動作邏輯，才有辦法。
作經驗。 以最大宗的變電站為例，如 圖六 ，
因此盤點後發現約有 2,000 個電力
分析其內部組成，發現主要包含了
設備需要模擬，為避免拉長開發的
斷 路 器 (A/B)， 匯 流 排 (BusA/B)
戰線，經討論後，直接參考既有電
與並聯斷路器 (T) 等三種物件類型。
力系統的架構，將模擬器分成以下 斷路器設備的內部功能又分為控
方法 七個模組，用個個擊破的方式逐一
制與狀態回傳，控制是指對其設備
開發；
下達開或關的指令，狀態回傳是指
– 台電輸電線路模組 反應目前設備的狀態代碼 ( 包含各
為了要模擬整個電力系統，我們必
– 主變壓器模組 種故障 )，而斷路器的狀態又決定
須先盤點現有系統中，有什麼部分
– 高壓變電站模組 了下游線路是否為有電的狀態，接
是可再利用的，而什麼部分是需要
– 中壓變電站模組 下來匯流排是否有電決定並聯斷路
模擬的，如 圖二 所示，我們可以
– 低壓變電站模組 器是否應啟動定時器準備投入，將
將既有的監控系統完整的複製到訓
– 發電機系統模組 另一匯流排的電力傳送至沒有電力
練用電腦，再透過軟體模擬各變電
站內的設備與狀態，並與監控系統 – 終端負載模組 的匯流排，如此層層的關係錯綜複
進行通訊溝通，使得監控系統真的 如現有的監控系統內的單線圖 圖 雜，要把所有的邏輯全部透過軟體
以為有各式的電力設備在運行，而 完成模擬，其效能又不能延遲超過
三～五所示，我們計畫由第 1 個模
各種訊息即可直接反應在人機介面 1 秒，真的有一場硬戰要打。
組負責表示台電是否處於供電的狀
上，也讓訓練人員彷彿真的在操作
態，第 2~6 模組負責模擬各變電站 接下來為了達到更真實的模擬，希
一個完整的電力系統。
內的設備狀態與其操作邏輯，而其 望將整個發電機系統內部的動作細
但是要模擬整個電力系統談何容 中的第 7 個模組將終端的負載量層 節 圖七 ，全部納入模擬。當系統偵

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