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研究生: 吳孟錡
Mneg-Chi Wu
論文名稱: 獨立電力系統合聯運轉分析
Analysis of Parallel Operation for Isolated Power Systems
指導教授: 吳啟瑞
Chi-Jui Wu
口試委員: 陳南鳴
Nan-Ming Chen
黃培華
Pei-Hwa Huang
陸臺根
Tai-Ken Lu
陳昭榮
Chao-Rong Chen
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 216
中文關鍵詞: 孤島系統合聯相角差電壓差頻率差
外文關鍵詞: islanded power systems, parallel switching, frequency difference, phase angle difference, voltage magnitude difference
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當電力系統發生重大事故可能導致電網解體為數個孤網,並使一些區域分裂成為孤島運轉,如何快速且安全地恢復孤網間的合聯,是大型電網安全運行必須考慮的問題。本論文利用電力暫態分析軟體(ETAP)模擬及分析兩獨立運轉之電力系統合聯時的動態時域響應及運轉操作條件,系統合聯模擬包括兩個案例,金門電力系統及台北69kV電力系統,模擬內容包括電力潮流計算與動態分析。研究內容包括系統合聯時,頻率差、相角差、電壓差造成之影響,及斷路器投入時容許頻率差、相角差、電壓差範圍,與降低頻率差、電壓差之方法。經由模擬分析的結果(操作情況及操作限制),合聯條件以電壓差小於0.035pu、相角差小於10度及頻率差小於0.3Hz為佳,可提供調度人員在進行系統合聯時的參考。


When the power system is suffered to major outages, the power grid may be divided into several separately independent power systems and some regional islanding power systems. It is required to recombine those isolated power systems into a parallel power system as quickly and safely as possible.The aim of this thesis is to simulate and analyze the dynamic time domain response analysis and the operating conditions for parallel switching of two islanded power systems by the Electrical Transient Analysis Program (ETAP).There are two simulation examples in this thesis, one is the Kinmen power system, and another is the Taipei 69kV power system. The simulation contents include power flow study and dynamic response analysis. The effects of frequency difference, phase angle difference, voltage magnitude difference and the accepted ranges of those different conditions in switching instance should be investigated. The methods to reduce those differences are required. Through the simulations and analyses, the results of the operating situation and limits of operation are obtained. The voltage magnitude difference lower than 0.035pu, the phase angle difference less than 10 degree and the frequency difference less than 0.3Hz are the best parallel switching conditions. It can provide a reference for the power system dispatchers when they parallelly switch two power systems.

目 錄 摘 要 I Abstract II 誌 謝 III 目 錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2 研究目的及方法 2 1.2.1 目的 2 1.2.2 方法 3 1.3 國內外有關本研究情況 3 1.4章節概述 4 第二章 系統合聯原理與案例 6 2.1 系統合聯概述 6 2.1.1系統合聯兩端頻率差異之影響 6 2.1.2 系統合聯兩端電壓參數差異之影響 9 2.2台電系統解聯與合聯案例 12 2.2.1 前言 12 2.2.2 損害情形 12 2.2.3系統結構 14 2.2.4 系統復電與合聯 15 2.3 調整系統電壓及頻率的方法 19 2.3.1電壓調整的方法 19 2.3.2頻率調整的方法 21 2.3.3 合聯相角差控制方法 23 第三章 軟體簡介及理論分析 26 3.1 軟體簡介 26 3.2 電力潮流原理 27 3.2.1 電力潮流方程式 28 3.2.2 高斯-塞德法求解電力潮流 29 3.2.3 牛頓-拉佛森法求解電力潮流 31 3.3 電力系統穩定度原理 33 第四章 合聯模擬方法 36 4.1金門系統相關參數及架構 36 4.1.1 金門系統模擬架構 36 4.1.2 金門系統相關參數 38 4.2 台北69kV系統相關參數及架構 44 4.2.1 台北69kV系統模擬架構 44 4.2.2台北69kV系統相關參數 45 4.3模擬方法 50 4.3.1 單一合聯條件模擬方法 51 4.3.2 多重合聯條件模擬方法 63 4.3.3 時域響應波形圖分析方法 70 第五章 金門電力系統模擬案例分析與檢討 72 5.1前言 72 5.2 電力潮流模擬 72 5.4 金門電力系統合聯之時域模擬 76 5.4.1金門系統合聯單一條件之時域模擬 76 5.4.1.1金門系統合聯單一條件情境一 77 5.4.1.2金門系統合聯單一條件情境二 89 5.4.1.3 金門系統單一條件模擬結果分析 101 5.4.2.1金門系統合聯多重條件情境ㄧ 108 5.4.2.2金門系統合聯多重條件情境二 132 5.4.2.3 金門系統多重條件模擬結果分析 156 5.5 金門電力系統合聯模擬結論 162 第六章 台北69kV電力系統模擬案例分析與檢討 163 6.1前言 163 6.2 電力潮流模擬 163 6.3台北69kV系統合聯之時域模擬 166 6.3.1台北69kV系統合聯單一條件之時域模擬 166 6.3.2台北69kV系統多重條件之時域模擬 178 6.4 台北69kV電力系統模擬之結論 207 第七章 結論與未來研究方向 209 參考文獻 212 作者簡介 216

參考文獻
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