臺灣博碩士論文加值系統

本論文有鑑於電力電子技術的快速發展，無論在民生用電或產業用電方面，各類型的電氣設備也更能滿足使用者的需求。但由於多元化的負載特性，使得電力品質情況愈來愈惡化，並嚴重衝擊電力系統與電氣設備，進而造成許多的用電問題及額外的電能消耗，導致維護及用電的運轉成本增加。

本文將針對常見的電力品質事件，電壓變動、電壓閃爍、電源頻率偏移、電力諧波、電力突波、系統不平衡，依照其發生的種類，發生的原因，造成的不良影響，並導入現有的節約能源方案，與網路型電能監控管理系統，進行一系列的分析探討，並提出相關對策與具體可行的改善建議方案。

Due to the fast improvements of the technologies of electric power, all types of electric facilities can satisfy the needs of end users on electricity usage either in livehood or industry. However, power quality is getting worse because of diversified loading which has impacted on power system and electrical facilities. Furthermore, it has caused many problems on electricity usage and extra unnecessary power consumption which have reflected on the increasing maintenance fee and running cost.

This thesis will have a series of analyses and examinations on power quality, voltage variation, flash voltage, power frequency, power harmonic waves, power impulse, and in-equivalent system. Moreover, the thesis will propose a reliable solution and dependable suggestion based on existing power saving solutions and web manager power SCADA.

中文摘要………………………………………………………………… I
英文摘要…………………………………………………………………II
誌 謝……………………………………………………………………III
目錄………………………………………………………………………IX
表目錄…………………………………………………………………VIII
圖目錄……………………………………………………………………IX

第一章 緒論………………………………………………………………1
1.1 研究動機與背景…………………………………………………1
1.2 研究目的…………………………………………………………2
1.3 研究方法與流程…………………………………………………3
1.4 本文章節說明……………………………………………………3
第二章 電力品質之探討…………………………………………………5
2.1電力品質定義與現象………………………………………………5
2.2 電壓變動………………………………………………………… 7
2.2.1電壓變動問題描述……………………………………… 7
2.2.2 電壓變動發生原因………………………………………8
2.2.3 電壓變動所產生的影響…………………………………9
2.3 電壓閃爍 ……………………………………………………… 11
2.3.1電壓閃爍問題描述………………………………………11
2.3.2電壓閃爍發生原因………………………………………13
2.3.3電壓閃爍所產生的影響…………………………………14
2.4 電源頻率 ……………………………………………………… 14
2.4.1電源頻率偏移問題描述…………………………………14
2.4.2電源頻率偏移發生原因…………………………………14
2.4.3電源頻率偏移所產生的影響……………………………15
2.5 電力諧波 ……………………………………………………… 16
2.5.1電力諧波問題描述………………………………………16
2.5.2電力諧波發生原因………………………………………20
2.5.3電力諧波所產生的影響…………………………………20
2.6 電力突波 ……………………………………………………… 25
2.6.1電力突波問題描述………………………………………25
2.6.2電力突波發生原因………………………………………26
2.6.3電力突波所產生的影響…………………………………27
2.7 系統不平衡 …………………………………………………… 28
2.7.1系統不平衡問題描述……………………………………28
2.7.2系統不平衡發生原因……………………………………29
2.7.3系統不平衡所產生的影響………………………………30
第三章 電力品質改善之對策 …………………………………………34
3.1 電壓變動之改善方式…………………………………………… 34
3.1.1 感應式交流穩壓器……………………………………… 34
3.1.2 接頭變化式交流穩壓器………………………………… 35
3.1.3 磁飽和式交流穩壓器…………………………………… 37
3.1.4 相位控制式交流穩壓器………………………………… 39
3.1.5 線性補償交流穩壓器…………………………………… 41
3.1.6 UPS不斷電系統 ………………………………………… 42
3.2 電壓閃爍之改善方式…………………………………………… 44
3.2.1製程與操作方式的改變 …………………………………44
3.2.2 提高供電能力…………………………………………… 44
3.2.3 SVC靜態虛功補償設備 ………………………………… 44
3.3 電源頻率偏移之改善方式……………………………………… 46
3.3.1 在線式不斷電系統……………………………………… 46
3.3.2 變頻器…………………………………………………… 46
3.4 電力諧波之改善方式…………………………………………… 47
3.4.1 高脈波整流方式………………………………………… 47
3.4.2 相位控制………………………………………………… 48
3.4.3 △接變壓器隔離法……………………………………… 49
3.4.4 裝設被動式濾波器……………………………………… 49
3.4.5 矩陣式濾波器…………………………………………… 51
3.4.6 裝設主動式濾波器……………………………………… 52
3.5 電力突波之改善方式…………………………………………… 53
3.5.1 SPD突波保護器，依動作原理分類………………………54
3.5.2 SPD突波保護器，依用途分類……………………………55
3.5.3 SPD突波保護器的基本元件及其工作原理………………56
3.5.4 SPD突波保護器的基本電路………………………………61
3.6系統不平衡之改善方式 …………………………………………62
3.7電力品質改善對策彙整 …………………………………………63
第四章 網路型電能監控管理系統………………………………………64
4.1 用電上所遭遇的問題…………………………………………… 64
4.2 電能管理之目的………………………………………………… 64
4.3 網路型電能監控電管理系統架構說明………………………… 66
4.3.1電能管理伺服器 …………………………………………67
4.3.2 PM多功能電力收集器……………………………………67
4.3.3 需量排程管理卸載控制模組…………………………… 69
4.3.4 軟體功能………………………………………………… 69
4.4網路型電能監控電管理之優點特色 ……………………………74
4.4.1 理契約容量評估………………………………………… 75
4.4.2 電力監控系統建置……………………………………… 75
4.4.3 耗能設備負載控制……………………………………… 75
4.4.4 設施管理監控與資訊整合……………………………… 75
4.4.5 網際網路整合…………………………………………… 76
4.4.6 網頁式電能監控器特色………………………………… 76
第五章 結論與未來研究方向 …………………………………………77
5.1 結論與建議……………………………………………………… 77
5.2 未來研究方向…………………………………………………… 77
參考文獻………………………………………………………………… 79

[1] J. Prousalidis, E. Styvaktakis, I. K. Hatzilau, F. Kanellos, S. Perros, andE. Sofras, “Electric power supply quality in ship system-an overview ”International Journal of Ocean System Management, Vol. 1, No. 1,2008, pp. 68-83.
[2] R. C. Dugan, et. al., Electrical power System Quality (2e), Mcgraw- Hill,Inc., 2003.
[3] IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality,
IEEE Std. 1159-1995, 1995.
[4] IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic
Controlin Electric Power Systems, IEEE Std. 519-1992, 1992.
[5] 江榮城，“電力品質之不良因素與管制標準實例探討”，電機月刊
羅天賜，”電壓驟降概論”，工業技術研究院能源與資源研究所，台達電子工業股份有限公司技術專文。Vol. 11, No. 11, 2001.
[6] IEEE Standard General Requirements for Liquid-Immersed
Distribution, Power, and Regulating Transformers,IEEEStd.
C57.12.00-1993, 1993.
[7] IEEE Recommended Practice for Electrical Installations on Shipboard, IEEE Standard 45-1998, 1998.
[8] 中华人民共和国国家标准GB 12326—90，电能质量电压允许波动和闪变 Quality of electric energy supply Admissible voltage fluctuation and flicker
[9] B. K. Stallman, L. E. Conrad and T. Q. Tran, ”Electric Shock and
Elevated EMF Levels Due to Triplen Harmonics,” IEEE Transac.
on Power Delivery, Vol.11, No.2, pp.1041-1049 (1996).
[10] J. C. Balda, A. R. Oliva, D. W. McNabb, and R. D. Richardson,
“Measurements of neutral currents and voltages on a distribution
feeder,” IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 12, No. 4, pp.
1799-1804 (1997)
[12] Benson, S. Wallace, "Harmonic Analysis of the A.B. Chance Power System",1992 IEEE Industry Application Metting Vol.1,pp.844-849.
[13] L. K. P, "An Advanced Computer Code For Single-Tuned Harmonic Filter Design ", IEEE Industry & Commercial Power system Conference, pp.105-114, 1997.
[14] J. K. Phipps, J. P. Nelson, “A harmonic distortion control technique applied to 6-pulse bridge converters,” Petroleum and Chemical Industry Conference, 1991, Record of Conference Papers., Industry Applications Society 38th Annual ,pp. 101 –107 (1991)
[15] A.E Emanuel, D.J. Pileggi and T.J. Gentile, “Distribution feeders
with nonlinear load in the northeast U.S.A.: Part 1-voltage Distortion Forecast,” IEEE Transactions on power delivery, Vol. 10, No. 1, pp.340- 347, January (1995).
[16] J. K. Phipps, J. P. Nelson, “Power quality and harmonic distortion
on distribution system,” IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 30, NO. 2, pp. 476-484, March/April (1994).
[17] T. H. Cnen, J. D. Chang and Y. L. Chang，models of grounded mid-tap open-wye and open-delta connected transformers for rigorous analysis of a distribution system" IEE proc-Gener. Trans.
Distrib., Vol.143, No.1, pp.1-7 (1996)。
[18] T. H. Chen, and J. D. Chang, “Open wye-open delta and open- delta -open delta transformer models for rigorous distribution system analysis, ” IEE proceedings-C, Vol. 139, No. 3,pp. 277-234 (1992).
[19] T. H. Chen, “Network modelling of traction substation transformers for studying unbalance effects” IEE proc.-Gener.Trans. Distrib., Vol. 142, No. 2, pp. 103-108 (1996). []
[20] Ablerex Electronics Co., Ltd. 盈正豫順電子股份有限公司Enersine ESD34 主動式濾波器 Presentation TC_080126
[21] HARVEST-WORLD Enterprise Co.,Ltd.宇沛企業有限公司-電力品質事業部 Mr.WDM AEG- PQM Technical Data (2008)
[22] “建華機電 研發電能管理系統|半導體|科技新聞”tech.chinatimes /2007Cti/2007Cti-News/Inc/2007cti-news-Tech-inc/Tech-Content/0,4703,12050902%20122010011100363,00 (2010/01/11)