今天的電力調度可以透過電腦和網路即時掌握全臺電網狀況,但如果把時間倒轉 80 年,調度員桌上的重要工具,卻是算盤、計算尺和電話。當時,調度員利用算盤統計各地回報的發電量與用電量,計算尺則用來處理較複雜的電力計算,例如估算電力在輸送過程中的損耗,以及不同用電需求下的線路負載情形。至於電話,不僅用來接收各電廠、變電所回報的運轉狀況,也是調度員向電廠下達指令的重要工具,必要時還得透過電話協調發電量的增減。從蒐集數據、計算到下達指令,當時的電力調度都得仰賴調度人員一步步人工完成。
1945 年,戰後的臺灣,全臺發電裝置容量僅 27.5 萬瓩,電力系統規模不大、結構也相對單純,電源怎麼安排、電網如何運用,很大程度仰賴調度人員累積的經驗。碰上二次系統(69kV)*故障,電流或線路參數需要計算時,調度員便拿起算盤或計算尺,甚至曾使用日本製的竹製 HEMMI 255D 計算尺,一步步算出結果。算完之後,再拿起電話聯絡電廠,下達調度指令。從計算到發號施令,全靠調度員的腦、手和一通通電話完成。
*二次系統:電力網路中 69kV 級之發電、輸電、變電、配電等設備。

日本電氣製 4 號 A 型轉盤式電話。(圖片來源:電業文物典藏)
隨著電力系統持續擴充,台電開始引進交流計算盤(AC Board),利用簡化的電力系統模型計算故障電流以及電力在不同輸電線路間的分配與輸送情形。之後,台電又導入早期數位電腦,逐步推動離線(Off-line)調度運用計畫。此時,電腦加入電力調度,不過當時它比較像是「事先算題目的助手」,可以協助分析與規劃,卻還無法即時告訴調度員,此刻全臺電網究竟發生了什麼變化。
當臺灣經濟起飛,用電需求快速成長,火力、水力機組陸續加入,輸電幹線與變電所也愈來愈多,電力調度變得愈來愈複雜,至1975 年,全台最高用電需求已飆升至 376.5 萬瓩。靠電話取得資訊、再用離線電腦計算,已難以及時掌握瞬息萬變的電網。如果能打造一套系統,把散布全臺各地的電力資訊即時送到調度員眼前,是不是更簡單的作法呢?
第一代 EMS 正式登場
這個構想,在 1970 年代開始真正付諸行動。1972 年,台電成立「線上小組」,著手規劃線上調度控制系統,並派員前往歐美、日本考察相關技術,隔年就完成《線上調度系統初步草案》。但要讓調度員坐在中央調度中心,就能掌握散布全臺的發電廠、變電所與輸電線路,並不是添購幾部電腦這麼簡單。
從現場設備取得資料、把資訊傳回調度中心,到電腦分析、人員操作,背後必須建立一整套彼此連動的系統。第一代能源管理系統(Energy Management System, EMS)整合了數位計算機(Digital Computer)、資訊輸控(Data Acquisition and Control)、人機連繫(Man-Machine Interface)、作業與應用程式(Operating and Application Program),以及不斷電電源(UPS, Uninterruptible Power Supply)五大副系統,讓原本散落各處的電力資訊,能夠集中到調度中心。
經過多年規劃與建置,1980 年 2 月 22 日,第一代 EMS 正式加入系統商轉。初期納入 12 座主要發電廠、19 座超高壓及一次變電所,以及重要輸電線路,系統可靠率達 99.8%。其中 9 座電廠可以從中央進行監視控制,另外 3 座則納入監視。對當時的台電而言,最大的改變是調度員不再只靠一通通電話拼湊各地電力資訊,透過系統就可掌握電網運轉狀況,並進一步執行頻率控制等工作。
全臺電力的中樞神經也要搬家:EMS的演進過程
第一代 EMS 上線兩年後,就碰上一項特殊任務:搬家遷址。1982 年,隨著台電大樓落成,原本設於和平東路舊總處的 EMS,也要搬進新大樓 26 樓的中央調度中心。但一般辦公室搬家可以關機、裝箱,電力調度卻不能跟著「休息幾天」。一邊要維持全臺電網正常調度,一邊又得將這套龐大的系統移往新址,搬遷過程必須兼顧系統運轉與供電安全。
這次搬遷不只是設備換了新家,也讓台電大樓 26 樓正式成為全臺電力調度的核心樞紐。
第一代 EMS 開啟電力調度自動化後,台電持續升級這套系統。1990 年,第二代 EMS 正式接棒,採用 CDC Cyber-860A 中央集中型電腦。配合第二代 EMS,台電也推動「階層調度控制系統」,共分兩期進行。第一期新建臺北、高雄兩座區域調度中心(ADCC);第二期除了擴充原有調度中心監控範圍,也增建新桃、臺中、嘉南及基隆等 4 個區域調度中心(ADCC)。由中央調度中心負責全臺主要輸電幹線的調度,區域調度中心則分擔各地輸電網路與變電所的監控工作,讓電力調度從中央集中管理,逐步走向分層分工。這套系統一用就是近 20 年,不僅走過 1990 年代供電吃緊、限電的年代,也經歷 729 大停電、921 大地震等重大考驗,直到 2009 年才正式退役。
同年,第三代 EMS 接棒上線,電力調度也從「一個中樞」進一步發展成「兩個中樞」。除了更新臺北中央調度中心(CDCC)現有EMS,另增設高雄中央調度中心(CDCC)及調度員模擬訓練中心系統,自此邁入雙主控同步調度電力系統新紀元,彼此同步運轉、互為備援;當一處因天災或事故無法運作時,另一處便能接手全臺調度。
從 1980 年第一代 EMS 上線,到今日雙主控架構,電腦與系統一再更新,不變的是如何更快、更穩定地掌握全臺電網,守住每一刻的供電平衡。
第一代EMS設備。(圖片來源:台電)
參考資料:
- 《70週年特刊—經營變革》
- 《台電三十年》
- 《百年好電:台灣電力公司慶祝中華民國建國百年特刊》


