簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 邱偉航
Wei-Hang Chiu
論文名稱: 風光互補LED路燈系統整合於智慧電網之經濟效益評估研究
Economic Evaluation on Combining Wind-Solar Hybrid LED Road Light System into the Smart Grid Networks
指導教授: 蕭弘清
Horng-Ching Hsiao
口試委員: 郭政謙
Cheng-Chien Kuo
胡能宗
Neng-Chung Hu
蕭鈞毓
Chun-Yu Hsiao
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: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 97
中文關鍵詞: 風力發電機太陽能電池智慧電網風光互補LED路燈經濟效益評估
外文關鍵詞: Wind Turbine, Photovoltaic, Smart Grid, Wind-PV hybrid streetlight, Economic Evaluation
相關次數: 點閱:173下載:2
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本論文以Matlab模擬分析軟體,設計一應用智慧電網之風光互補LED路燈模擬系統與其經濟效益評估程式,並以Matlab軟體中的GUI功能設計程式介面,便於使用者操作。
    應用智慧電網之風光互補LED路燈系統具有雙向電力傳輸的功能,能夠藉由太陽能及風能自給自足,電能過剩時,可將電能回灌電力網路,形成大量的分散型電源架構;當電能不足時,也能夠從電網端購入電力,以達到持續供電的目標。本系統中包含風力發電模型、太陽能發電模型、蓄電池模型、系統控制器、燈具負載以及電力網路等部分。經由中央氣象局蒐集氣象資料並建立地區整年每小時之風力、太陽輻射量、溫度之資料庫做為輸入,可模擬出整年間,風力發電機、太陽能電池以及蓄電池之日負載曲線,並統計全年對電網送電量與購電量,再以上述電能數據做為基礎,對此地區做經濟效益與可行性評估,其評估方式是以四種評估指標來顯示在某地區安裝某規格之風光路燈系統的可行性,並求出安裝此系統之成本邊界條件,系統化安裝各規格之風光互補LED路燈的評估方式。此系統模型中以秒為單位做離散模擬,雖無法精確描述系統暫態情形,但其數據在穩態之下仍不失為一具參考價值的統計結果,未來當電力公司能夠提供低壓等送的項目時,本論文的評估方式將可直接應用於整合智慧電網之風光互補LED路燈的系統安裝經濟評估上。


    The main purpose of this thesis is to design an LED streetlight simulation system based on wind-solar hybrid and smart grid. The Matlab is used to evaluate the economic benefits. The interface is designed by using GUI (Graphical User Interface) in Matlab, so that users can develop the system more easily.
    The smart streetlight based on wind-solar hybrid and smart grid can deliver power while sustaining self-sufficiency. When the system generates too much energy, it would send the extra power to the power grid. On the other hand, when the system is in insufficient low energy, it could acquire the additional energy from the power grid to keep the system operate continuously. The streetlight simulation system includes wind-turbine model, photovoltaics model, storage battery model, controller, streetlight load and smart grid. By choosing a location and constructing a database of the local meteorological data, for instance, the wind speed, irradiation, temperature, etc., the simulation system is able to evaluate the annual load curve and calculate the electricity that is sent to and from the power grid. Finally, by using the electricity data from the simulation, the economic benefits can be evaluated through four economic evaluation indexes and the boundary condition of cost will be given. Through these steps, a systematic method can be established to evaluate whether the LED streetlight system based on wind-solar hybrid and smart grid can be efficiently installed. Because the system simulates in discontinuous time, it can’t perform the situation of transient state; however, it is valuable in steady state evaluation. Once the electricity company provides low voltage power transmission service in the future, the feasibility of the proposed system installed is valuable and can be adopted immediately.

    摘要 I Abstract II 目錄 III 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究方法 3 1.3 文獻回顧 4 1.4 研究貢獻 5 1.5 論文架構 6 第二章 各元件原理特性與介紹 7 2.1 風光互補LED路燈整合智慧電網之架構與簡介 7 2.2 太陽能電池原理及特性 8 2.3 風力發電機原理及特性 13 2.4 二次電池原理及特性 19 2.5 現代化輸電網路技術 26 2.6 LED路燈簡介 30 2.7 結語 32 第三章 經濟效益評估 33 3.1 前言 33 3.2 系統元件成本 33 3.3 回本年限方程式 35 3.4 淨現值法 36 3.5 內涵報酬率法 38 3.6 獲利指數法 39 3.7 系統成本邊界條件 41 3.8 結語 43 第四章 風光系統模型與經濟評估程式建立 44 4.1 系統設計原則與步驟 44 4.2 應用智慧電網之風光互補LED路燈模型建立 45 4.3 經濟效益評估程式設計 55 4.4 程式介面設計 57 4.5 結語 58 第五章 實例分析與軟體操作 59 5.1 前言 59 5.2 模擬方式與參數設置 59 5.3 中央氣象局測站 64 5.4 恆春氣象測站 74 5.5 澎湖氣象測站 83 5.6 結語 93 第六章 結論與未來研究方向 94 6.1 結論 94 6.2 未來研究方向 95 參考文獻 96

    [1] 葉惠青,臺灣永續能源政策,發表於臺北縣再生能源、永續城市國際論壇暨國際綠色能源發展研討
    會,2009年11月。
    [2] 林峰誼,太陽能發電系統孤島運轉偵測之研究,國立台灣科技大學電機工程系,碩士論文,民國九十八年
    七月。
    [3] 劉佳怡,太陽光電產業製程與技術發展趨勢,工研院IEK,民國九十六年八月。
    [4] 風力發電對電力系統之影響探討完成報告,台灣電力股份有限公司,民國九十一年十二月。
    [5] 洪芳洲,各類電池使用指南,全華科技圖書,民國八十三年十月。
    [6] 王治國、高玉峰、楊萬利,鉛酸蓄電池等校電路模型研究,裝甲兵工程學院院報,Vol.17 , No.1, March. 2003.
    [7] 佰鴻工業股份有限公司,高壓鈉燈與LED路燈比較報告,2012年。
    [8] Ross, Westerfield, Jaffe, Jordan,Core, Principles and Applications of
    Corporate Finance, 3rd Global Edition (2011), McGraw-Hill, Inc.
    [9] 周志敏、紀愛華,風光互補LED路燈設計與工程應用,中國電力出版社,2012年1月。
    [10]Chin-Pao Cheng, Yi-Chun Hsu, Shih-Chi Yang, Kung-Yen Lee, Yi-Suao Liao, The
    Analysis of Mathematical Model of Power versus RPM for Wind Power Generator,
    Taiwan Wind Energy Conference, pp. 99-101, Dec 2010.
    [11] 劉峰其,非線性鋰電池之充放電模型,國立中央大學電機工程學系,碩士論文,民國九十九年。
    [12] 張智星,MATLAB程式設計入門篇第三版,碁峰出版社,民國一百年。
    [13] 李政勳,小型太陽光電能量轉換系統研製,國立中山大學電機工程研究所,碩士論文,民國九十一年。
    [14] 周志敏、周紀海、紀愛華,太陽能LED路燈設計與應用,電子工業出版社,2010年。
    [15] Gong Weilei, MA Jinhua, Fang Yan, Research on Battery Charging Control in
    Wind/Photovoltaic Hybrid Street Lamp Lighting System, Shangdong Jianzhu
    University, Jinan, 2009.
    [16] 蔡宏昌,含分散式電源之配電系統架構重組研究,國立台灣科技大學電機工程系,碩士論文,民國九十二
    年。
    [17] 楊凱平,微型電網於市電併聯與孤島運轉模式間之轉態行為研究,國立台灣科技大學,碩士論文,民國一
    百年。

    QR CODE