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研究生: 吳承恩
Chen-En Wu
論文名稱: 三相四線式配電系統精確分析及二次配電系統再生能源發電允許最大併網量研究
Study of Accurate Analytical Technology for Three-Phase Four-Wire Distribution System and Maximum Allowable Capacity of Renewable Energy for Secondary Distribution System
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: 171
中文關鍵詞: 配電系統再生能源中性線接地阻抗
外文關鍵詞: distribution system, renewable energy, neutral wire, grounding impedance
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本論文旨在探討「三相四線式配電系統之精確分析技術及二次配電系統再生能源發電之允許最大併網量」。首先,彙整並探討台灣一、二次配電系統之架構及現行國內外再生能源發電之發展趨勢與併網規範,作為本論文研究之參考與立論基礎。續之,利用商用套裝模擬軟體Matlab/Simulink建立配電系統主要元件數學模型,並予以驗證,且開發一精確配電系統分析程式,俾進行三相四線式配電系統之精確效能分析及二次配電系統再生能源發電之允許最大併網量研究。
中性線與接地阻抗之影響、配電饋線及電力變壓器各相導體間及與中性線間之互感在本論文研究所開發之程式中均可被充分納入考量。除此之外,不論是單相或是三相再生能源發電對配電系統之影響均可被準確的模擬出來。最後,在考慮現行併網法規及系統限制條件下,利用Matlab/Simulink建立範例配電系統全尺度數學模型,及結合最佳化分析程式Optimus中求解單目標最佳化之方法,模擬與分析各種配電變壓器結線方式之效能及再生能源發電之允許最大併網量。研究結果可作為未來系統規劃設計或擴充升級及再生能源發電併網分析與管制之參考與應用。


This study aims to deal with “Accurate Analytical Technology for Three-Phase Four-Wire Distribution System and the Maximum Allowable Capacity of Renewable Energy for Secondary Distribution System”. First of all, this study integrates and explores the framework of Taiwan’s primary and secondary distribution system and the current trends of renewable energy and regulations of grid domestically and abroad, which can serve as the reference and foundation for this research. Moreover, this study adopts the commercial software – Matlab/Simulink to establish the mathematical model of major components for distribution system and make this model verified. After verification, we develop a set of accurate analytical programs to facilitate the accurate performance analyses of three-phase four-wire distribution system and the maximum allowable capacity of renewable energy for secondary distribution system.
In this system, the impacts of the neutral wire and ground impedance, the mutual among the phase conductors and neutral wires of feeders and power transformers in programs developed by this study will be fully taken into consideration. Besides, the influence of the renewable generation on distribution system regardless of single phase or three phase will be simulated accurately. Finally, thinking about the laws of grid and limitations of system, this study makes use of Matlab/Simulink to construct the full-scale mathematical model of paradigm distribution system and combine the optimal program – Optimus to solve the approach – single objective optimization to simulate and analyze the performance of the connection type of all kinds of power transformers and the maximum allowable capacity of renewable energy. Finally, results can serve as the reference and application for the system design or upgrading and analyses and control of distribution power grid in the future.

中文摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖表索引 VII 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 配電系統與再生能源發電系統介紹 7 2.1 前言 7 2.2 配電系統 7 2.2.1 電網結構與規劃設計 7 2.2.2 配電變壓器之結線與供電方式 10 2.3 再生能源與分散式發電系統發展趨勢與併網規範 13 2.3.1 太陽光電發電系統 13 2.3.2 風力發電系統 19 2.3.3 分散式發電系統 28 2.4 不平衡電壓/電流之定義與規範 36 2.5 結語 47 第三章 配電系統元件等效電路模型建立與驗證 49 3.1 前言 49 3.2 建模與模擬工具 50 3.3 配電系統架構介紹 52 3.4 系統元件模型建立 53 3.4.1 電源 53 3.4.2 配電變壓器組 54 3.4.2.1 Y-Y結線 54 3.4.2.2 Δ-Δ結線 56 3.4.2.3 Δ-Y結線 57 3.4.2.4 Y-Δ結線 59 3.4.2.5 U-V結線 60 3.4.3 負載與再生能源發電系統 62 3.4.4 配電饋線 63 3.5 系統元件模型驗證 64 3.5.1 電源 64 3.5.2 配電變壓器組 66 3.5.3 配電饋線 73 3.6 結語 78 第四章 再生能源併網對二次配電系統之影響分析 79 4.1 前言 79 4.2 範例系統與參數設定 81 4.3 再生能源發電系統併網運轉前之二次配電系統基準案例分 析 85 4.3.1 基準案例分析介紹 85 4.3.2 嚴謹與近似模型模擬結果之比較 86 4.4 含再生能源併網 93 4.4.1 太陽光電併網 93 4.4.2 風力發電併網 94 4.4.3 太陽光電與風力發電同時併網 95 4.4.4 綜合討論 96 4.5 結語 99 第五章 配電變壓器組結線方式與再生能源併網方式對二次配電系統最大併網量影響之研究 101 5.1 前言 101 5.2 範例系統與參數設定 101 5.3 問題描述 104 5.3.1 目標函數與限制條件 104 5.3.2 應用工具與執行流程介紹 106 5.4 配電變壓器組結線方式對允許最大併網量之影響分析 113 5.5 再生能源併網方式對允許最大併網量之影響分析 129 5.6 結語 140 第六章 結論與未來研究方向 141 6.1 結論 141 6.2 未來研究方向 142 參考文獻 143 附錄 147

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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)
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