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研究生: 潘仁凱
Ren-Kai Pan
論文名稱: 大量太陽光電併入台電系統後高電壓穿越曲線之擬定與穩定度分析
Formulations and Stability Analysis of High Voltage Ride Through Curves with High Photovoltaic Penetration in Taiwan Power System
指導教授: 郭明哲
Ming-Tse Kuo
口試委員: 吳進忠
Chin-Chung Wu
吳啟瑞
Chi-Jui Wu
郭政謙
Cheng-Chien Kuo
郭明哲
Ming-Tse Kuo
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: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 157
中文關鍵詞: 故障穿越曲線穩定度分析太陽光電系統臺灣電力系統高佔比再生能源
外文關鍵詞: Fault Ride Through (FRT) Curve, Stability Analysis, Solar Photovoltaic System, Taiwan Power System, high penetration of renewable energy
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  • 為落實政府能源政策目標,提高再生能源發電量,本論文使用PSS®E電力系統分析軟體,探討大量太陽能併入2025年台灣電力公司夏季日間尖峰以及冬季日間離峰之電網系統,其太陽能光電裝置容量達到目標20GW後對電網之衝擊分析。由於台灣一年四季氣候不一致,太陽能發電量受到日照強度和日射量影響,以及不同案場使用的太陽能模組導致太陽光電裝置轉換效率會有所差異,這都將會影響太陽能發電的結果,因此本論文考量發電效率及轉換效率,預估太陽能發電量進行併網模擬,並檢視太陽能併網後是否符合「輸電系統規劃準則」與「再生能源發電系統併聯技術要點」中,電壓變動率、三相短路故障電流及暫態穩定度的規範。再生能源發電系統若遭遇事故或異常運轉時,可能使發電設備與電網解聯,擴大事故範圍,本論文以電力系統暫態穩定度中的臨界清除時間作為指標,針對不同的故障位置與故障時間模擬事故案例,根據模擬以及觀察結果制定一條適合規範太陽能發電機組的高電壓穿越曲線,使得太陽能需具備在短時間系統異常狀態下,能維持與系統持續併聯供應電力,將太陽能設置具有高電壓穿越的能力,太陽能在發生事故後均不會與電網解聯,同時輸出的實功、虛功、電壓及系統轉子角在事故後均能維持穩定,而當太陽能不會跳脫,對於電網所受到的影響較小,也對電網穩定性是一大益處。


    Align with the goal of Taiwan energy policy of increaseing the power generation of renewable energy, in this thesis the PSS®E power system analysis software is used to discuss the integration of a large amount of solar energy into the power system of the Taiwan Power Company in 2025. With the target of 20GW installed capacity of solar power during the summer peak and the winter off peak time in 2025, its impact to the grid has been discussed. Due to the inconsistent climate throughout the year in Taiwan, solar power generation is affected by the intensity and amount of sunlight, together with solar modules used at different sites will result in inconsistent conversion efficiency of solar photovoltaic devices we have simulated the situation by integrating a certain amount of solar power generation into the grid to estimate power generation efficiency and conversion efficiency, and to observe if the integration meets the voltage variation rate, three-phase short-circuit fault current and transient stability in " Transmission System Planning Guideline" and "The Regulation of Renewable Energy Generation System Connected to Grid ". Under the circumstance of events and abnormal operation, the renewable energy generation units may be disconnected and aggravate the damage to the grid. We used the critical clearing time of the transient stability as an indicator. Based on the simulation and observation results under the scenarios of different fault locations and fault times, a high voltage ride through curve is developed to standardize solar power generators. The solar power generation units with the HVRT capacity will not be disconnected and would continuously supply power power to the grid. At the same time, the output of real power, reactive power, voltage and system rotor angle can be maintained after trip events occur. The impact to the grid will be relatively small if solar power generation units don’t trip, For sure, it will also benefit the grid stability.

    摘要 I Abstract II 致謝 IV 目錄 V 圖目錄 VIII 表目錄 XVI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 文獻探討 3 1.3 研究目標與方法 7 1.4 論文架構 8 第二章 太陽能的發展與規範 10 2.1 前言 10 2.2 太陽能發電的趨勢與展望 10 2.2.1 我國太陽能發電趨勢與展望 10 2.2.2 各國太陽能發電趨勢與展望 18 2.3 我國再生能源併網規範 20 2.4 各國高電壓穿越曲線制定標準 24 第三章 軟體與太陽能模型簡介 27 3.1 前言 27 3.2 PSS/E軟體簡介 27 3.3 太陽能發電機模型介紹 31 3.4 模擬軟體中發電機電壓與頻率電驛解聯模型簡介 36 第四章 太陽能併網後之影響與衝擊分析 39 4.1 前言 39 4.2 電網系統架構 39 4.3 太陽能併網架構簡介 43 4.4 太陽能併網規劃 44 4.4.1 太陽能併網量規劃分析 44 4.4.2 太陽能併網點規劃分析 45 4.5 各縣市太陽能併網量規劃 48 4.6 太陽能併入台電電網之電壓變動率分析 70 4.7 太陽能併入台電電網之三相短路電流分析 76 4.8 太陽能併入台電電網之暫態穩定度分析 78 4.9 模擬結果與討論 82 第五章 太陽能併入台電電網之高電壓穿越曲線擬定及穩定度分析 84 5.1 前言 84 5.2 太陽能併入台電電網後高電壓穿越曲線之擬定 85 5.2.1 高電壓穿越曲線擬定說明 85 5.2.2 高電壓穿越曲線擬定架構 92 5.2.3 高電壓穿越曲線擬過程 96 5.3 太陽能採用自定高電壓穿越曲線之事故分析 115 5.3.1 太陽能發電機組之事故分析 115 5.3.2 太陽能發電機組在事故下之暫態穩定度分析 116 5.3.3 事故下系統之暫態穩定度分析 125 5.4 模擬結過與討論 127 第六章 結論與未來展望 128 6.1 結論 128 6.2 未來展望 131 參考文獻 132

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    無法下載圖示 全文公開日期 2024/07/20 (校內網路)
    全文公開日期 2026/07/20 (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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