簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 林正宗
Jheng-Zong Lin
論文名稱: 多目標決策之機組排程規劃
Multi-objective Decision-making for Unit Commitment
指導教授: 郭明哲
Ming-Tse Kuo
口試委員: 楊念哲
Nien-Che Yang
劉建宏
Jian-Hong Liu
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: 2023
畢業學年度: 112
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 機組排程大量電動車負載進化退火法逐步法多目標決策
外文關鍵詞: Unit commitment, A large-scale electric vehicle loads, GESA, STEP, Multi-objective decision-making
相關次數: 點閱:59下載:2
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
  • 台灣在2025 年的能源轉型政策中,積極實現非核家園目標,同時強調全面的再生能源發展以及推動節能、儲能與智慧系統整合等相關措施。2025年再生能源的總裝置容量原訂目標,分別為太陽光電20GW 以及風力6.5GW。隨著再生能源大量的湧入,再生能源的間歇性特性增加排程的不確定性,機組需要快速的升降去滿足系統的波動,進而影響機組的成本和壽命,因此本文在機組排程的過程中,除了考慮經濟性以及環保性,另加以考量整體機組的平均變動率指標。
    本文旨在於2025 年環境中,納入夏季與冬季再生能源的發電特性,對電動車用戶進行探討,考慮大規模電動車負載對供應端額外的壓力,最後擬定不同情境之機組淨負載曲線,對台電之火力機組進行排程。本文使用進化退火法來優化機組的開關機狀態,在進行多目標決策的過程中,決策者需要考慮多個互相競爭、矛盾的目標,本文使用的方法為屬於互動式多目標規劃中的逐步法,對發電成本、碳排放、整體機組變動率指標等多項目標來進行規劃。


    In Taiwan's 2025 energy transition policy, there is a strong focus on achieving a nuclear-free homeland while promoting extensive green energy development and measures such as energy efficiency, energy storage, and smart system integration. The original renewable energy installation capacity targets for 2025 were 20 GW of solar photovoltaic and 6.5 GW of wind power. As large amounts of renewable energy are connected to the grid, its intermittency will lead to scheduling uncertainty. Units need to rapidly adjust to meet the system's fluctuations, which can impact the cost and lifespan of these units. Therefore, in the unit scheduling process described in this thesis, in addition to considering economic and environmental factors, there is also consideration given to the average variability index of the overall unit.
    This thesis aims to consider the characteristics of renewable energy power generation in the environment of 2025, taking into account factors such as peak load and the capacity of renewable energy devices during both summer and winter. The future generation of renewable energy can be represented using historical load data. Furthermore, electric vehicle users will be discussed. The additional pressure on the supply side from large-scale electric vehicle loads will be considered. Ultimately, the unit net load curve is determined for the unit commitment. This thesis uses the GESA method to optimize the operational states of units and utilizes the interactive STEP method to solve multi-objective decision-making problems. During the process of making multi-objective decisions, decision-makers need to consider multiple competing and conflicting objectives. In different scenarios, goals such as power generation costs, carbon emissions, and overall unit variation rate index will be considered for scheduling.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 文獻探討 3 1.3 研究目標與方法 5 1.4 論文架構 6 第二章 火力機組調度模型 7 2.1 前言 7 2.2 發電成本 7 2.3 碳排放量 10 2.4 機組變動率 11 2.5 機組限制式 12 2.5.1 機組淨出力 12 2.5.2 最大升降載能力 12 2.5.3 最小啟停時間 13 2.6 系統限制式 13 2.6.1 最小容量 13 2.6.2 供需平衡 14 2.6.3 備轉容量率 14 第三章 大量電動車負載併入規劃 15 3.1 前言 15 3.2 電動車的成長 16 3.3 國內電動車現況 17 3.4 電動車種類 19 3.4.1 純電動車(BEV) 19 3.4.2 油電混合車(HEV) 20 3.4.3 插電式混合動力車(PHEV) 20 3.4.4 燃料電池電動車(FCEV) 21 3.5 時間電價 21 3.6 數學式 24 3.7 情境擬定 26 3.8 擬定結果 29 3.8.1 夏季 29 3.8.2 冬季 31 第四章 研究方法介紹 33 4.1 前言 33 4.2 模擬退火法 33 4.3 進化退火法 35 4.4 機組排程之應用 37 4.5 逐步法 40 4.5.1 多目標決策 40 4.5.2 求解方法 40 第五章 模擬情境規劃 46 5.1 前言 46 5.2 參與機組規劃 46 5.3 再生能源一日發電情境 52 5.3.1 2025 夏季 52 5.3.2 2025 冬季 53 5.4 淨負載曲線擬定 54 第六章 模擬結果與分析 57 6.1 前言 57 6.2 2025 年夏季-大量再生能源併網 57 6.3 2025 年夏季-大量電動車負載 64 6.4 2025 年冬季-大量再生能源併網 71 6.5 2025 年冬季-大量電動車負載 78 6.6 模擬總結 85 第七章 結論與未來展望 86 7.1 結論 86 7.2 未來展望 87 參考文獻 88 附錄 91

    [1] IEA. (2021). Net Zero by 2050. from https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050, License: CC BY 4.0
    [2] 蔡昇祖(2022)。應用混合人工蜂群與蜻蜓演算法於有考慮電動車及風力發電的機組排程。碩士論文,國立雲林科技大學電機工程系,雲林縣。
    [3] 洪衛德(2018)。改良式二進制粒子群演算法於機組排程問題。碩士論文,國立中山大學電機電力工程國際碩士學程,高雄市。
    [4] 廖國清(2005)。最佳演算法應用於負載預測及機組排程問題。博士論文,國立中山大學電機工程學系研究所,高雄市。
    [5] 黃岱嫻(2019)。考量再生能源發電與碳排放之經濟調度規劃。碩士論文,國立臺灣科技大學電機工程系,台北市。
    [6] Wei, W., Guo, X., Li, P., Jian, G., Zhan, K., Tan, Q., . . . Jin, X. (2016). The effect of different charging strategies on EV load frequency control. Paper presented at the 2016 International Conference on Smart Grid and Clean Energy Technologies (ICSGCE).
    [7] Cui, Q., Bai, X., Zhu, S., & Huang, B. (2016). Cost-benefit calculation and analysis of V2G system. Paper presented at the 2016 China International Conference on Electricity Distribution (CICED).
    [8] Chtioui, H., & Boukettaya, G. (2020). Vehicle-to-Grid Management Strategy for Smart Grid Power Regulation. Paper presented at the 2020 6th IEEE International Energy Conference (ENERGYCon).
    [9] Chen, P. H., & Kuo, C. C. (2005). Bi-Objective Hydroelectric Optimal Dispatch under Electricity Deregulated Environment. Paper presented at the 2005 IEEE/PES Transmission & Distribution Conference & Exposition: Asia and Pacific.
    [10] Liu, X., Xu, W., & Huang, C. (2010). Economic load dispatch with stochastic wind power: Model and solutions. Paper presented at the IEEE PES T&D 2010.
    [11] Cui, J., Li, Y., Zhang, W., & Chen, C. (2018). Research on impact and utilization of electric vehicle integration into power grid. Paper presented at the 2018 Chinese Control And Decision Conference (CCDC).
    [12] Simopoulos, D. N., Giannakopoulos, Y. S., Kavatza, S. D., & Vournas, C. D. (2006). Effect of Emission Constraints on Short-Term Unit Commitment. Paper presented at the MELECON 2006 - 2006 IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference.
    [13] 呂紹安(2010)。基於碳排放影響下之電力調度最佳規劃。碩士論文,國立臺灣科技大學電機工程系,台北市。
    [14] 行政院環境保護署。(2022)。中華民國國家溫室氣體排放清冊報告。
    [15] 林敬家(2021)。電動車參與輔助服務之需量反應機制。碩士論文,國立成功大學資訊管理研究所,台南市。
    [16] IEA. (2023). Global EV Outlook 2023. from https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2023, License: CC BY 4.0
    [17] 行政院國家永續發展委員會。(2023)。臺灣 2050 淨零轉型「運具電動化及無碳化」關鍵戰略行動計畫(核定本)。
    [18] 中華民國交通部公路總局。(2020)。公共充電樁設置及區域充電需求評估計畫(核定本)。
    [19] Omazaki. (2023). Types of Electric Cars and Working Principles. from https://www.omazaki.co.id/en/types-of-electric-cars-and-working-principles/
    [20] Emadi, A., Lee, Y. J., & Rajashekara, K. (2008). Power Electronics and Motor Drives in Electric, Hybrid Electric, and Plug-In Hybrid Electric Vehicles. IEEE Trans. Ind. Electron, 55(6), 2237-2245. doi: 10.1109/TIE.2008.922768
    [21] Prasanna, P., & Rathore, A. (2014). Dual Three-Pulse Modulation-Based High-Frequency Pulsating DC Link Two-Stage Three-Phase Inverter for Electric/Hybrid/Fuel Cell Vehicles Applications. Emerging and Selected Topics in Power Electronics, IEEE Journal of, 2, 477-486. doi: 10.1109/JESTPE.2014.2304472
    [22] 經濟部能源局。(2006)。電能管理需量控制器Q&A節能技術手冊。 from https://reurl.cc/y66KGD
    [23] 台灣電力公司。(2022)。電動車充換電設施電價。
    [24] Batteries, F. (2023). What is Depth of Discharge and why is it so important?, from https://federalbatteries.com.au/news/what-depth-discharge-and-why-it-so-important
    [25] 工業技術學院。(2023)。我國電動汽車充電行為調查與商業模式初探。
    [26] 張德豐(2021)。MATLAB R2020a 智能算法及實例分析。電子工業。
    [27] 賴文祺(2001)。改良式進化退火法應用於電力系統經濟調度之研究。碩士論文,國立臺北科技大學電機工程系碩士班,台北市。
    [28] Yip, P. P. C., & Yoh-Han, P. (1995). Combinatorial optimization with use of guided evolutionary simulated annealing. IEEE Transactions on Neural Networks, 6(2), 290-295. doi: 10.1109/72.363466
    [29] Senjyu, T., Shimabukuro, K., Uezato, K., & Funabashi, T. (2002). A fast technique for unit commitment problem by extended priority list. Paper presented at the IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exhibition.
    [30] 許志義(2003)。多目標決策。五南圖書出版股份有限公司。
    [31] Roostaee, R., Izadikhah, M., & Lotfi, F. (2012). An Interactive Procedure to Solve Multi-Objective Decision-Making Problem: An Improvment to STEM Method. Journal of Applied Mathematics, 2012. doi: 10.1155/2012/324712
    [32] 經濟部能源局。(2023)。111年度全國電力資源供需報告。
    [33] Hauske, T. (2018). Combined Cycle Start-up Cost Calculation.
    [34] 經濟部能源局。(2023)。再生能源歷史負載。from https://www.re.org.tw/information/statistics_more.aspx?id=3771
    [35] Gordoncheng。(2023)。漫談台灣電業的前世今生(十) – 電力系統負載曲線。from https://reurl.cc/Y00knX
    [36] 張庭瑞(2017)。考量等效運轉時數於複循環機組發電排程之研究。碩士論文,國立臺灣科技大學電機工程系,台北市

    無法下載圖示
    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