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研究生: 莊武斌
Wu-Pin Chuang
論文名稱: 高占比再生能源併網下電力系統之影響分析與研究
Impact Analysis of Power System with High Penetration Renewable Energy
指導教授: 郭政謙
Cheng-Chien Kuo
口試委員: 張宏展
Hong-Chan Chang
陳鴻誠
Hung-Cheng Chen
張建國
Chien-Kuo Chang
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: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 111
中文關鍵詞: 再生能源儲能系統WECC通用模型系統衝擊穩定度分析
外文關鍵詞: Renewable Energy, Energy Storage System, WECC Generic Model, System Impact, Stability Analysis
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基於減緩全球暖化與永續發展之目標,各國積極發展再生能源,台灣亦於近幾年大力推動再生能源,我國預期目標於2025年再生能源裝置容量達到太陽光電20GW、風力發電包含陸上加離岸共6.7GW,再生能源年總發電量將占年總發電量20%,以取代核能發電占比,在大量再生能源併入電網之下,對電網將會產生許多的影響與改變。再生能源的間歇性、不易預測性是再生能源併網與電力調度的最大挑戰,輕者會導致系統頻率不穩定、區域電網電壓變動過大;嚴重時可能導致輸電線路壅塞、區域電網電壓不穩定。台灣未來風力發電及太陽光電將集中於中南部區域,可能造成區域間電力傳輸量增加,產生電力系統穩定度問題,因此需進行持續性研究分析,以因應未來台灣電力系統可能面臨之挑戰。
本文使用一獨立電力系統作為分析案例,加入高占比再生能源後,考量地理分布不均因素,使用PSS/E(Power System Simulator for Engineeing)電力系統模擬軟體進行模擬,對於電力潮流、電壓變動、短路事故下之暫態穩定度與頻率驟降事件(包含機組跳脫事故和太陽光電發電量變動事件)等項目進行探討分析,最後對於頻率驟降事件,考量加入包含儲能系統之輔助服務後,對於系統頻率之改善程度進行模擬分析。


To slow down global warming, the world develop renewable energy actively. Taiwan has also promoted renewable energy in recent years. The target of renewable energy installations are 20GW of solar and 6.7GW of wind power by 2025. The total annual power generation of renewable energy will account for 20% of the total annual power generation to replace the proportion of nuclear power generation. When a large amount of renewable energy is integrated into the power grid, the grid will have many impacts and changes. The intermittent and unpredictable nature of renewable energy is the biggest challenge to power dispatching. The lightest will cause system frequency instability and regional grid voltage fluctuations; in severe cases, it may cause transmission line congestion and regional grid voltage instability. The wind power and photovoltaics will be concentrated in the southwest region of Taiwan in the future. Therefore, continuous research and analysis are needed to meet the future challenges of Taiwan power system.
In this paper, an independent power system is used as an analysis case. After adding a high proportion of renewable energy, considering the uneven distribution of geography, PSS/E is used to simulate the power flow, voltage fluctuation, Transient stability and frequency sag events are discussed and analyzed. Finally, this paper simulate and analyze the improvement of the system frequency after considering the inclusion of auxiliary services including energy storage systems.

摘要  I Abstract II 誌謝    III 目錄  IV 圖目錄 VI 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 研究背景及動機 1 1.2 研究方法 4 1.3 章節概要 5 第二章 全球再生能源與儲能系統發展現況 6 2.1 再生能源現況與發展 6 2.2 太陽光電現況與發展 11 2.3 風力發電現況與發展 13 2.4 儲能現況與發展 18 第三章 再生能源與儲能系統介紹 21 3.1 風力發電介紹 21 3.1.1 風力發電原理 21 3.1.2 風力發電機種類與特性 21 3.2 太陽光電介紹 23 3.2.1 太陽能發電原理 23 3.2.2 太陽能板種類 24 3.3 儲能系統介紹 24 第四章 動態模型介紹 27 4.1 風力發電模型 27 4.2 太陽光電模型 28 4.2.1 IRRAD模型 29 4.2.2 PANEL模型 30 4.2.3 PVGU模型 31 4.2.4 PVEU模型 31 4.3 儲能系統模型 32 4.3.1 功率轉換器模型(REGC) 35 4.3.2 控制模型(REEC) 37 4.3.3 輔助控制模型(REPC) 40 第五章 電力系統案例分析 42 5.1 系統介紹 42 5.2 PSS/E模擬分析 43 5.2.1 情境假設 44 5.2.2 電壓變動 47 5.2.3 電力潮流 62 5.2.4 暫態穩定度 71 5.2.5 單一機組跳脫 79 5.2.6 太陽光電發電變動 81 5.2.7 考量輔助服務之情境模擬 85 第六章 結論及未來展望 90 6.1 結論 90 6.2 未來展望 92 參考文獻 93 附錄 97

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無法下載圖示 全文公開日期 2023/07/02 (校內網路)
全文公開日期 2025/07/02 (校外網路)
全文公開日期 2025/07/02 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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