簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 陳清嚴
Chin-yen Chen
論文名稱: 風力發電機功率輸出模式之建立與應用
Development and Application of the Output Model for Wind Turbines
指導教授: 蕭弘清
Horng-Ching Hsiao
口試委員: 辜志承
Jyh-Cherng Gu
楊瑞錶
Jui-Piao Yang
黃仲欽
Jonq-Chin Hwang
楊金石
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 91
中文關鍵詞: 風機風力發電迴歸分析
外文關鍵詞: regression analysis., wind power generation, wind turbines
相關次數: 點閱:523下載:7
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

本論文旨在建立可供運用之風力發電輸出模式,以達成將風力發電加入電力系統之調度為目標。由於風力發電早在幾十年前,就有相當之發展,但如何將風力發電併入電力系統是近年來之技術探討核心,且如何將風力發電輸出納入電力控制運轉乃是風力發電實用性之關鍵;為了建立可靠與穩定之風力發電輸出模式,本文分別對風機輸出模式之環境變數、迴歸分析之定義、分類與比較進行探討,而以多項式迴歸分析最能代表風機輸出之特性與趨勢,並採用六階之多項式數學模式,作為風機多變輸出曲線之非線性模式。
本文以澎湖尖山風場八部風機之風機輸出模式實際比較與分析同一風場於不同位置、月份、季節與不同廠牌之風機偏差率,作為本論文研究案例。為了驗證風機輸出模式之正確性與可靠度,實際比對模擬輸出與實際商轉輸出之偏差率,最後利用推導出之尖山風場之輸出模式與係數,預測可能輸出值,與實際商轉輸出進行比對與偏差率計算,評比結果每日模擬輸出與實際每日輸出之偏差率皆低於6 %,月平均之預測偏差率為2.35 %,正確與可靠性相當高,證明本論文推導所得之風機輸出模式具實用性之參考價值。


The purpose of the study is to establish highly reliable wind power generation output model in order to achieve the object of incorporating wind power generation into the power system. The wind power generation has been developmented significantly for several decades, but how to combine the wind power generation into the electric power system is the core topic of technology exploration in recent years. And how to incorporate the wind power generation output into the electric power control operation is the key to the practicability of wind power generation. To establish a reliable and stable wind power generation output model, the study investigate the environmental variables of wind turbine output model, definition, categorization and comparison of regression analysis respectively. It is found that the polynomial regression analysis could be the representation of the best characteristics of wind turbine output. A six order polynomial mathematical model is adopted for the nonlinear model of multivariable output curve for wind turbine.
The study compared and analyzed the deviation of 8 wind turbines at Jian-Shan Wind Farm in Penghu County based on the location, months, seasons, and different turbine manufactures as the case study. To verify the correctness and reliability of the wind turbine output model, the deviation rate between the simulated output and the actual commercial operational output are compared. Finally, the Jian-Shan Wind Farm output model and coefficients are used to predict the possible output and compared with actual commercial operational output as well as deviation calculation. The result showed the monthly and daily deviations between the simulation of wind turbine output in January 2007 and the measured output in January 2006 are less than 6% daily. The monthly averaged predict deviation rate is 2.35%. the result showed the wind turbine output models derived were extremely valuable for assessment of power system operation.

中文摘要 i 英文摘要 ii 誌謝 iv 目錄 v 圖表索引 vii 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 1 1.3 文獻回顧 2 1.4 研究成果及貢獻 5 1.5 論文章節概述 6 第二章 風機之演進與發展 9 2.1 風機之演進 9 2.2 風機之分類 10 2.3 現代版風機結構系統 15 2.4 發電機應用 18 第三章 台灣地區風速、風向調查評估 25 3.1 前言 25 3.2 風速風向調查 25 3.3 風機發電量與轉子(機艙)平均風速之估算 30 3.4 台灣地區規劃與運轉中之風場調查 36 3.5 台灣地區商轉風場之風速調查 38 3.6 結語 41 第四章 風機輸出模式之建立 42 4.1 統計概論 42 4.2 輸出模式之環境變數 45 4.3 迴歸分析之定義 45 4.4 迴歸分析之分類 46 4.5 各迴歸分析之比較 56 4.6 結語 58 第五章 風機輸出模式之應用 59 5.1 研究方法 59 5.2 澎湖尖山風場風力條件介紹 59 5.3 風機裝設位置不同之輸出模式應用 61 5.4 風機運轉於不同月份或季節之輸出模式應用 69 5.5 不同風機輸出模式比較 73 5.6 風機輸出模式之驗證 77 5.7 風機輸出模式之預測 80 5.8 結語 80 第六章 結論與建議 83 6.1 結論 83 6.2 建議 84 6.3 未來研究方向 85 參考文獻 86 作者簡介 91

[1] General Specification, 660 kW Variable Slip Wind Turbine, V47 - 660 kW, 60 Hz, Item no.: 943112.R4(11 b), July 2000.
[2] General Specification, V80–2.0 MW, OptiSpeedTM – Wind Turbine, Item no.: 944406.R11, June 2002.
[3] M. Abdollahian and R.Foroughi, "Regression Analysis of Ozone Data," IEEE Proceeding of the International Conference on Information Technology: Coding and Computing (ITCC05), 0-7695-2315-3/5, March 2005.
[4] X. Wang, G. Sideratos, N. Hatziargyriou and L. H. Tsoukala, " Wind Speed Forecasting for Power System," 8th International Conference on Probabillshc Methods Applied to Power Systems, Iowa Slate University, Ames, Iowa,, September 2004.
[5] References and Technical Specifications, Enercon International Dept., ENERCON GmbH, ENERCON GmbH, Genmany, August 2004.
[6] General Specification, G83-2.0 MW, Gamesa, Headquarters and R&D Department, Genmany, August 2005.
[7] L. Shuhui, D. C. Wunsch. E. A. O’Hair, and M. G. Giesselmann, "Using Neural Networks to Estimate Wind Turbine Power Generation," IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 16, No.3, September 2001.
[8] 呂文隆、錢世昌,「數位化風力發電最大功率追蹤器研製」,中華民國第二十七屆電力研討會,新竹清華大學,OB1.6.1~5,民國95年12月。
[9] 楊宏澤、彭百君、黃意明、蔡東育、周俊男,「風力發電系統最大功率追蹤方法研究」,中華民國第二十七屆電力研討會,OC1.5.1~5,新竹清華大學,民國95年12月。
[10] 黃厚生、江青瓚、陳俊達,「考慮尾流效應下風場位址匹配效能指標之研究」,中華民國第二十七屆電力研討會,PA1.1.1~5,新竹清華大學,民國95年12月。
[11] 楊宏澤、彭百君、王建斌,「風力發電系統最大功率追蹤方法」,中華民國第二十六屆電力工程研討會,p.194-198,清雲科技大學,民國94年12月。
[12] 黃國華、張添丁、陳鴻誠,「高效率風力發電系統之研製(3)」,中華民國第二十六屆電力工程研討會,p.1614-1618,清雲科技大學,民國94年12月。
[13] 葉建呈、辜志承,「分散型風力發電孤島運轉偵測之研究」,中華民國第二十八屆電力工程研討會,P.B10.7,高雄義守大學,民國96年12月。
[14] 楊宏澤、彭百君、張仁謙、王駿毅,「風力發電系統孤島效應偵測技術」,中華民國第二十五屆電力工程研討會,P.1853-1858,成功大學,民國93年11月。
[15] 謝智宏,「再生能源發電計劃(一)—風力電廠工程計劃」,台電工程月刊,Vol.614,民國88年10月。
[16] 翁萬德、李嘉文,「風力時序長程機率模型之建立及發電量可型性分析」,台電工程月刊,Vol.621,民國89年5月。
[17] 劉清松,「台電澎湖中屯風力發電計劃」,台電工程月刊,Vol.651,民國91年11月。
[18] 洪保元,「澎湖中屯與雲林麥寮風力發電場運轉實績比較」,台電工程月刊,Vol.652,民國91年12月。
[19] 施清芳,「風場統計與頻譜分析評估風力發電潛能」,台電工程月刊,Vol.695,民國95年7月。
[20] 謝家偉,「以分類及迴歸法進行低壓需量契約用戶估測」,中原大學,電機工程研究所,碩士論文,民國93年7月。
[21] Private communication, "On the Number of Wind Machines in Denmark from 1900 to 1950," P. L. Olgaard, Technical University of Denmark, February 1978.
[22] Frank, R. Eldridge, Wind Machines, Van Nostrand Reinhold Company, ISBN : 0-442-26134-9, 1980.
[23] Bjarne Lundager Jensen, managing director, Annual Report of the Danish Wind Industry Association, March, 2004.
[24] http://www.windpower.org/en/tour.
[25] Flowind Wind Park, Altamont Pass, California (Renewable Energy Systems (USA) Inc is part owner of the existing Flowind Wind Park in the Altamont Pass. This site has been permitted for repowering).
[26] Det Norske Veritas, A publication from DNV/Riso, Guidelines for Design of Wind Turbines, 2nd Edition, Copenhagen (Wind.Turbine.Certification@dnv.com) and Wind Energy Department, Riso National Laboratory (Certification@risoe.dk), ISBN 87-550-2870-5, 2002.
[27] http://www.vestas.com/uk/Home/index.asp.
[28] http://www.enercon.de/en/_home.htm.
[29] BTW Consultant, Denmark, 2002.
[30] C, Ender, DEWI Magazine, No.22, Feb. 2003。
[31] 丹麥輸電公司ELTRA,2003年報,2003。
[32] 德國電力公司EWE,2003年報,2003。
[33] Gerhard J. Gerdes, Windguard Report, Germany, 2003。
[34] 「再生能源電能收購作業要點」,台電公司,民國91年。
[35] 陳清嚴、蕭弘清、張嘉文,「風力廠址環境影響評估」,中華民國第二十七屆電力工程研討,PA1.14.1~5,新竹清華大學,民國95年12月。
[36] 顏志偉,「台灣西部海域離岸式風力發電廠址初步評選研究」,工研院能資所與台灣電力公司,民國93年。
[37] 周文賢,「多變量統計分析」,智勝文化公司,台北市,民國91年。
[38] 陳建賢、廖財昌,「台灣地區嚴害程度分布調查研究」,台電綜研所95年度研究計畫,民國95年。
[39] 劉俊英、劉錦榮、陳文賜,「臺灣地區大氣腐蝕特性研究」,台電工程月刊,Vol.498,民國79年2月。
[40] 鄭義、林玉華、張信生,「新興電廠投資計畫機組運轉維護費及期中更新費用之研究」,台電工程月刊,Vol.617,民國89年1月。

QR CODE