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研究生: 林穎
Ying - Lin
論文名稱: 群聚再生能源發電系統併入低壓配電系統之運轉研究
Study on Operations of Clustered Renewable Energy Systems Interconnected with Low-Voltage Distribution Networks
指導教授: 陳在相
Tsai-Hsiang Chen
口試委員: 蔡孟伸
none
陳柏宏
none
辜志承
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 155
中文關鍵詞: 群聚式再生能源群聚低壓系統模型最大併網量低壓系統衝擊分析
外文關鍵詞: Clustered DG systems, CRES model, maximum allowable capacity, system impact analysis
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本論文旨在探究群聚再生能源發電系統併入低壓配電系統之規劃、設計與運轉問題。首先,探討目前國內外再生能源併網法規及台灣低壓配電系統之型態,並彙整國內外群聚再生能源發電系統之關鍵問題與研究重點。續而,利用Matlab/Simulink建置一含台灣地區典型二次配電系統及群聚發電系統之範例系統數學模型,在考慮目前法規電壓變動限制條件下,進行一系列之模擬、分析與探討。並提出一最大併網量評估方式,藉以模擬出台灣地區在現有系統架構下發展群聚發電系統之最大可允許併網量。此外,尚考量台灣地區典型住宅每戶屋頂坪數可裝置太陽光電系統之容量,模擬大量群聚再生能源發電系統併入台電低壓配電系統所可能造成之衝擊。最後,則提出相關配套措施與建議,提供為台灣地區未來發展群聚再生能源發電系統之參考,期有助於我國再生能源政策之推展。


The main purpose of this thesis is to investigate the planning, design, and operation problems of the Clustered Renewable Energy Systems (CRESs) interconnected with low-voltage distribution networks. First of all, the operating rules and correlative regulations for renewable energy systems, and the typical configuration of low-voltage distribution systems in Taiwan were explored, the key problems and research topics of CRESs were discussed in detail as well. Next, a sample system containing a typical Taiwan low-voltage distribution system and CRES were modeled by using the MATLAB®/Simulink®. Based on the sample system, simulation, analysis and discussion were carried out by considering the local regulations for steady voltage variation. More, an assessment methodology was proposed to evaluate the maximum allowable capacity of CRESs per customer. In addition, the system impact analysis of CRES on the low-voltage distribution system were also performed and discussed by considering the maximum possible installed capacity of Photovoltaic system, which is calculated by the typical roof area of a dwelling unit in Taiwan. The outcomes of this thesis can be applied as a reference for design, planning, and operation of CRESs and is of value to the promotion policy for renewable energy development in Taiwan.

中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 IV 圖表索引 IX 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究方法與步驟 2 1.3 研究貢獻 4 1.4 論文架構 5 第二章 各國配電系統規範與群聚發電系統 7 2.1 前言 7 2.2 配電系統電網型態 7 2.2.1 配電系統規劃準則 8 2.2.2 配電變壓器供電方式與低壓系統供電等級 9 2.3 低壓再生能源併網規範與電力品質法規之探討 11 2.3.1 各國電壓變動率與台灣低壓系統併網運轉規範 12 2.3.2 低壓系統電力品質之規範 14 2.4 各國及相關組織針對群聚發電系統之研究重點與問題探討 17 2.4.1 日本 17 2.4.2 德國 19 2.4.3 荷蘭 20 2.4.4 法國 20 2.4.5 希臘 21 2.4.6 澳洲 21 2.4.7 加拿大 21 2.4.8 國際能源組織(IEA)彙整 21 2.4.9 歐盟智慧型能源組織(IEE)彙整 32 2.4.10 各國發展之群聚式太陽光電系統彙整 34 2.5 結語 40 第三章 群聚發電系統元件與二次配電系統數學模型之建構 42 3.1 前言 42 3.2 主要元件模型與參數設定 42 3.2.1 電源模型與參數設定 43 3.2.2 變壓器模型與參數設定 44 3.2.3 線路模型與參數設定 46 3.2.4 負載與再生能源模型 47 3.3 範例系統情境與參數設定 48 3.3.1 範例系統參數設定 48 3.3.2 模擬系統情境假設 50 3.4 Matlab/Simulink模擬分析系統建立 52 3.5 考慮電壓限制之情境設計 54 3.5.1 群聚發電系統併網之模擬與分析情境設計 54 3.5.2 範例系統最大併網量模擬分析之情境設計 56 3.5.3 電壓平衡之群聚併網量模擬分析情境設計 57 3.5.4 電壓不平衡之群聚併網量模擬分析情境設計 59 3.6 結語 61 第四章 考慮電壓限制之低壓群聚發電系統模擬分析 62 4.1 前言 62 4.2 群聚發電系統併網之模擬與分析 62 4.2.1 接戶線沿線電壓分佈 63 4.2.2 接戶線沿線電流分佈 64 4.2.3 配電變壓器負載量變化 66 4.3 考慮電壓平衡之再生能源最大併網量分析 67 4.3.1 最大併網量搜尋方法 67 4.3.2 範例系統最大併網量模擬分析 69 4.3.3 電壓平衡之群聚式最大併網量模擬分析 73 4.4 考慮電壓不平衡之再生能源最大併網量分析 75 4.4.1 考慮電壓不平衡最大併網量評估方法 75 4.4.2 考慮電壓不平衡之用戶再生能源最大併網量模擬 76 4.4.3 考慮電壓不平衡之配電變壓器負載量 80 4.5 結語 83 第五章 結合台灣氣候因子與擴大再生能源政策之群聚發電系統模型 85 5.1 前言 85 5.2 台灣地區低壓用戶建築物現況說明 85 5.3 台灣地區太陽能光電模擬分析 86 5.3.1 太陽能分析與探討 87 5.3.2 太陽光電氣候因子模擬 88 5.4 台灣地區風力發電模擬分析 91 5.4.1 風能分析與探討 91 5.4.2 風力發電氣候因子模擬 92 5.5 家庭用戶全日用電情況 96 5.6 考慮擴大再生能源政策之情境設計 99 5.6.1 考慮季節地區之用戶全日需量情境設計 99 5.6.2 考慮太陽光電裝置容量之群聚發電系統情境設計 100 5.6.3 考慮風能參差因數之群聚發電系統情境設計 101 5.7 結語 102 第六章 考慮擴大再生能源政策之低壓群聚發電系統模擬分析 103 6.1 前言 103 6.2 用戶全日需量分析 103 6.2.1 接戶線末端電壓分析 104 6.2.2 接戶線前端電流分析 105 6.2.3 配電變壓器負載量 107 6.3 考慮用戶裝置坪數之擴大太陽光電模擬分析 108 6.3.1 包含群聚太陽光電之低壓配電系統接戶線末端電壓分析 109 6.3.2 包含群聚太陽光電之低壓配電系統接戶線前端電流分析 112 6.3.3 包含群聚太陽光電之低壓配電系統電壓變動率分析 115 6.3.4 包含群聚太陽光電之低壓配電系統配電變壓器負載量分析 118 6.4 考慮參差率之擴大風力發電模擬分析 121 6.4.1 包含群聚風力發電之低壓配電系統接戶線末端電壓分析 121 6.4.2 包含群聚風力發電之低壓配電系統接戶線前端電流分析 123 6.4.3 包含群聚風力發電之低壓配電系統電壓變動率分析 124 6.4.4 包含群聚風力發電之低壓配電系統配電變壓器負載量分析 126 6.5 結語 128 第七章 群聚發電系統及其低壓配電系統規設探討 129 7.1 前言 129 7.2 群聚發電系統對短路故障法規規範探討 129 7.2.1 現行再生能源併網之故障法規規範 130 7.2.2 群聚發電系統之故障電流估算 131 7.2.3 群聚發電系統電驛保護問題 133 7.2.4 因應群聚系統併入低壓配電系統故障與保護系統之保護協調規劃設計探討 134 7.3 群聚發電系統對諧波汙染法規規範探討 136 7.3.1 因應群聚系統併入低壓配電系統之諧波問題探討 136 7.4 先進低壓配電系統規劃設計探討 137 7.4.1 擴大再生能源政策之電壓升探討 137 7.4.2 擴大再生能源政策之台灣電壓變動法規探討 139 7.4.3 擴大再生能源政策之線路升級 142 7.4.4 考慮擴大再生能源政策之電源管理規劃 143 7.4.5 未來電網設計與操作之衝擊探討 146 7.5 結語 147 第八章 結論與未來研究方向 149 8.1 結論 149 8.2 未來研究方向 150 參考文獻 151 作者簡介 155

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無法下載圖示 全文公開日期 2017/02/02 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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