簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 游克裕
Ke-yu Yu
論文名稱: 含高占比再生能源發電之微電網電池儲能系統最適容量評估
Optimal Capacity Assessment of Battery Energy Storage System for a Microgrid with High Penetration of Renewable Energy Generation
指導教授: 陳在相
Tsai-Hsiang Chen
口試委員: 楊金石
Jin-shi Yang
楊念哲
Nien-che Yang
辜志承
Jyh-cherng Gu
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: 108
中文關鍵詞: 微電網多目標函數式儲能系統劣化成本函數式缺電成本函數式再生能源發電過剩捨棄成本函數式
外文關鍵詞: microgrid, multi-objective function, the degradation cost of batteries, the value of lost load, the cost of renewable energy spillage
相關次數: 點閱:252下載:3
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

本論文係以夏季與冬季之日負載曲線及太陽光電與風力發電之日發電曲線,透過最佳化粒子群演算法,模擬電池儲能系統與微型渦輪機之日運轉特性,並據以探討微型渦輪機燃料成本、儲能系統劣化成本、缺電成本、再生能源發電過剩捨棄成本等,個別對於電池儲能系統運轉之影響,並分別評估在住商混合區與工業區之負載特性下,儲能系統之最適設置容量與運轉模式。


This study not only deals with the influence of the cost of microturbine fuels, the degradation cost of batteries, the value of lost load and the cost of renewable energy spillage on the operation of energy storage system, but also evaluates the optimal set capacity of energy storage system under the value of lost load and the characteristic of load curve where are in the residential commercial districts and industrial districts.

中文摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖表索引 VI 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 3 1.4 論文架構 4 第二章 微電網與電網級儲能系統技術發展 6 2.1 前言 6 2.2 微電網架構 6 2.3 國內外微電網發展現況 14 2.3.1 美國 14 2.3.2 日本 15 2.3.3 歐盟 19 2.3.4 台灣 20 2.4 電網級儲能系統之種類與技術發展 23 2.4.1 電網級儲能系統類別 23 2.4.2 電池儲能系統技術發展 27 2.5 結語 31 第三章 微電網範例系統及其數學模型建構 32 3.1 前言 32 3.2 微電網範例系統架構設計 32 3.3 微電網主要元件數學模型建構 33 3.3.1 太陽光電發電系統 33 3.3.2 風力發電系統 34 3.3.3 微型渦輪機系統 44 3.3.4 電池儲能系統 47 3.3.5 負載 48 3.4 結語 50 第四章 評估模式及演算法 51 4.1 前言 51 4.2 多目標函數式與限制式 51 4.2.1 微型渦輪機燃料成本函數式 53 4.2.2 儲能系統劣化成本函數式 53 4.2.3 缺電成本函數式 55 4.2.4 再生能源發電過剩捨棄成本函數式 57 4.3 演算法與求解流程 57 4.3.1 粒子群演算法與求解流程 58 4.3.2 應用粒子群演算法於儲能系統運轉分析之求解流程 63 4.4 結語 67 第五章 模擬結果與討論 68 5.1 前言 68 5.2 模擬參數設定 69 5.3 多目標函數儲能系統運轉分析 70 5.4 住商混合區情境 78 5.4.1 夏季儲能系統運轉分析 78 5.4.2 冬季儲能系統運轉分析 86 5.4.3 綜合探討 87 5.5 工業區情境 87 5.5.1 夏季儲能系統運轉分析 87 5.5.2 冬季儲能系統運轉分析 95 5.5.3 綜合探討 100 5.6 結語 101 第六章 結論與未來研究方向 102 6.1 結論 102 6.2 未來研究方向 103 參考文獻 105

[1] 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」,國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文,民國一百年。
[2] International Energy Agency, “PV Hybrid Mini-Grids: Applicable Control Methods for Various Situations,” [Online]. Available: http://iea-pvps.org/.

[3] 梁佩芳、何無忌、李東璟、陳翔雄、陳俊宇,「我國智慧電網之推動現況」,工業技術研究院綠能與環境研究所,民國一百年三月。
[4] Yang Wang, Zongxiang Lu, Yong Min and Zhong Wang, “Small Signal Analysis of Microgrid with Multiple Micro Sources Based on Reduced Order Model in Islanding Operation,” IEEE Power and Energy Society General Meeting, pp.1-9, 2011.
[5] 楊顯整,「太陽能光電發電系統簡介」,台灣綠色生產力基金會,民國九十九年七月二十八日。
[6] 張希良,「風力發電技術」,新文京開發出版有限公司,民國九十六年。
[7] 牛山泉,「圖解風力發電入門」,世茂出版有限公司,民國九十九年。
[8] Gaonkar, D. N. and Nayak, S., “Modeling and Performance Analysis of Microturbine Based Distributed Generation System, “A review”,” IEEE Energytech, pp. 1-6, 2011.
[9] 陳意通,考察「微型氣渦輪機發電技術之發展與應用」,台灣電力公司電源開發處,民國九十年七月二十三日。
[10] Taha Selim Ustun, Cagil Ozansoy and Aladin Zayegh, “Recent developments in microgrids and example cases around the world-A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol.15, pp. 4030-4041, 2011.
[11] Zhe Zhang, Gengyin Li and Ming Zhou, “Application of microgrid in distributed generation together with the benefit research,” IEEE Power and Energy Society General Meeting, pp 1-5, 2010.
[12] Nikos Hatziargyriou, Hiroshi Asano, Reza Iravani, and Chris Marnay, “Microgrids,” An Overview of Ongoing Research, Development, and Demonstration Projects.
[13] http://certs.lbl.gov/certs-der.html, CERTS.

[14] N. W. A. Lidula and A. D. Rajapakse, “Microgrids research: A review of experimental microgrids and test systems,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol.15, pp.186-202, 2011.
[15] Morozumi, S., Kikuchi, S., Chiba, Y., Kishida, J., Uesaka, S. and Arashiro, Y., “Distribution technology development and demonstration projects in Japan,” IEEE Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, pp. 1-7, 2008.
[16] 楊金石,「台電智慧電網的推動與應用」,台電綜合研究所,民國一百年七月十九日。
[17] 許世哲、賴裕昆、陳彥豪,「台灣智慧電網標準推動策略」,台灣智慧電網產業協會,民國一百年七月二十五日。
[18] Chen-Min Chan, Yih-Der Lee and Yung-Ruei Chang, “A novel control system for microgrid operation and protection,” SICE Annual Conference, pp.722-726, 2011.
[19] 李宏仲、段建民、王承民,「智能電網中蓄電池儲能技術及價值評估」,機械工業出版社,民國一百年十一月。
[20] http://news.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0816/article_4212.html,電子工程專輯。

[21] 李育軒,「鋰離子蓄電池應用於電動車充電站儲能之研究」,國立台灣科技大學電機工程系碩士論文,民國一百零一年。
[22] http://www.iet.cas.cn/hdzt/135zl/ghssdt/dgmkqcnjs/201206/t20120629_3606995.html,中國科學院工程熱能物理研究所,06/29,2012。
[23] 其魯,「电动汽车用锂离子二次电池」,科学出版社,2010。
[24] 雷毅,「磷酸鋰鐵電池在通信行業節能減排中的應用」電信技術,05/20, 2011。
[25] Clulow R., Financing for Wind Energy, “Renewable Energy”, Vol. 16, pp. 858-862.
[26] 謝正展,「低層建築物表面風壓之實驗研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,民國九十一年。
[27] John, F. W.& Nicholas, J. “Wind energy technology”, John Wiley, 1997.
[28] http://www.windpower.com.tw/are2.htm,馥信實業有限公司。
[29] http://www.windturbinewarehouse.com/, Nordtank-150kW.

[30] Kumaraswamy, B. G. and Keshavan, B. K. and Ravikiran, Y. T., “Analysis of seasonal wind speed and wind power density distribution in Aimangala wind form at Chitradurga Karnataka using two parameter weibull distribution function,” IEEE Power and Energy Society General Meeting, pp. 1-4, 2011.

[31] Jowder, Fawzi A. L., “Wind power analysis and site matching of wind turbine generators in Kingdom of Bahrain,” Applied Energy, pp. 538–545, 2009.
[32] http://www.microturbine.com/, Capstone Turbine Corporation.

[33] 康嘉興,「應用粒子群演算法於微型電網電力調度之研究」,國立台灣科技大學電機工程系碩士論文,民國一百零一年。
[34] Henrik Bindner, Tom Cronin, Per Lundsager, James F. Manwell, Utama Abdulwahid, Ian Baring-Gould, “Lifetime Modelling of Lead Acid Batteries,” Riso National Laboratory, April 2005.
[35] Chengke Zhou, Kejun Qian, Malcolm Allan, and Wenjun Zhou, “Modeling of the Cost of EV Battery Wear Due to V2G Application in Power Systems”, IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, VOL. 26, NO. 4, DECEMBER 2011.
[36] 黃忠慶、黃佳文、陳朝順、鄭義、蔡亮國、張慧琪,「台電系統中部及北部地區負載特性調查分析研究」,台灣電力公司綜合研究所,民國八十七年六月。
[37] Wencong Su, Member, Jianhui Wang, Senior Member, and Jaehyung Roh, Member, “Stochastic Energy Scheduling in Microgrids With Intermittent Renewable Energy Resources,” IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID.
[38] Billy Muhando
, Tom Johnson, Gwen Holdmann
, Advanced Battery Storage Systems Testing at ACEP THE PRUDENT ENERGY RB-ESS, March , 2012.
[39] 楊豐碩、陳士麟、許志義、林師模、陳詩豪、歐陽利姝 ,「缺電成本之調查研究」,台電工程月刊, 第754期, 第55-75,民國一百年六月。
[40] M. A. Khorsand, A. Zakariazadeh, S. Jadid, “Stochastic Wind-thermal Generation Scheduling Considering Emission Reduction: A Multiobjective Mathematical Programming Approach,” Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2011.

[41] Kennedy, J. and Eberhart, R., “Particle Swarm Optimization,” International Conference on Neural Networks, vol.4, pp.1942-1948, 1995.
[42] 郭文忠、陳國隆,「離散粒子群優化算法及其應用」,清華大學出版社,民國一百零一年五月。

無法下載圖示 全文公開日期 2019/07/31 (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)
QR CODE