臺灣博碩士論文加值系統

本論文首先提出利用作業研究(Operation Research)中之最大流量法理論及首先提出狀態分割法及其應用，本方法可應用在任何系統之研究及評估。因可靠度係用數學機率探討系統在規定條件下，運作完成的程度。由是，可作為系統良窳之參考指標。現以電力系統範例，分析可靠度，主要包括五部份：
1.單區發電系統可靠度之計算。
2.單區電力系統可靠度之計算。
3.建立系統模型暨最大流量與分割演算法步驟之研析。
4.多區互聯發電系統可靠度之計算。
5.應用舉例說明以提高系統可靠度。
　　針對研討之電力系統，本文提出由合併有效負載及尖峰削去法之觀念，計算單區發電系統可靠度。利用本文首先提出之狀態分割法算出單區電力系統可靠度及失去負載機率。
　　本文研究之模型與方法，諸如：系統模型、最大流量演算法、分割演算法及分割技術以計算失去負載機率(LOLP )，並分別舉例來探討該問題以加深印象。
　　使用線性流量網路建立互聯模型，並用圖形理論演算法來分離失敗狀態，計算多區互聯發電系統可靠度。
　　以實例研究說明最佳規劃策略，來改善系統可靠度。
　　
關鍵詞：可靠度、最大流量最小切集、LOLP

This dissertation proposes a new method to evaluate the system reliability. The method can be applied to the study and the evaluation of any system. The maximum flow algorithm of operation research is first used to evaluate the system reliability. We use the power system as an example to analyze the evaluation method of system reliability.
This dissertation includes five parts mainly：
1.The reliability evaluation of the single area generation system.
2.Single area power system reliability evaluation.
3.To construct the system reliability model and propose the
maximum-flow and the partition algorithm.
4.The reliability evaluation of multi-area generation system.
5.To apply examples for promoting system reliability.

We use the effective load and peak shaving method to evaluate the reliability of single area generation system. The state partition method is used to evaluate the single area power system reliability and loss of load probability LOLP.
We propose the model and method, such as the maximum-flow, the partition algorithm and the decomposition technique for LOLP calculation.
We use a linear flow network to model the transmission Interconnections and an efficient graph theory algorithm to separate the failure states. Thus,we can evaluate the reliability of the interconnected system,
All those methods we suggested, we give examples to illustrate the effectiveness of the methods.

Key words: The reliability evaluation, Maximum Flow Minimum Cut Method, LOLP.

目 錄

謝 辭
中文摘要 …………………………………………………………………………… i
英文摘要 …………………………………………………………………………… ii
目錄 ………………………………………………………………………………… iii
表目錄 ……………………………………………………………………………… vi
圖目錄 …………………………………………………………………………… vii

第一章 緒論
1-1 研究動機 ……………………………………………………………1
1-2 研究背景 ……………………………………………………………1
1-3 研究目的 ……………………………………………………………2
1-4 研究內容 ……………………………………………………………2

第二章 文獻回顧
2-1 單區電力系統 ………………………………………………………3
2-2 多區電力系統 ………………………………………………………4

第三章 研究方法
3-1 系統模型
3–1.1 簡介 …………………………………………………………………5
3–1.2 系統模型 ……………………………………………………………5
3–1.3 舉例………………………………………………………………… 6
3–2 最大流量演算法
3–2.1 簡介 ………………………………………………………… 7
3–2.2 最大流量演算法 …………………………………………… 8
3–2.3 舉例 …………………………………………………………10
3–3 分割演算法
3–3.1 簡介 ……………………………………………………………13
3–3.2 決定臨界狀態 ……………………………………………… 14
3–3.3 餘子集合 …………………………………………………… 15
3–3.4 舉例 ………………………………………………………… 20
3–4 分割技術計算失去負載機率
3–4.1 簡介 ……………………………………………………………22
3–4.2 分割演算法 ………………………………………………… 23
3–4.3 舉例 ………………………………………………………… 24

第四章 研究結果
4–1 單區可靠度計算
4–1.1 問題陳述 …………………………………………………… 26
4–1.2 負載模型 …………………………………………………… 26
4–1.3 火力發電機組模型 ………………………………………… 27
4–1.4 有效負載模型 …………………………………………… 28
4–1.5 可靠度計算指標…………………………………………… 32
4–1.6 舉例………………………………………………………… 32
4–1.7 短評………………………………………………………… 33
4–2 多區可靠度計算
4–2.1 定義…………………………………………………………… 40
4–2.2 問題陳述………………………………………………… … 41
4–2.3 多區系統模型……………………………………………… 41
4–2.4 解決程序…………………………………………………… 45
4–2.5 舉例………………………………………………………… 50
4–2.6 短評………………………………………………………… 55

第五章 結論
5–1 數據結論
5–1.1 數據 ………………………………………………………… 56
5–1.2 系統及等效圖型 …………………………………………… 61
5–1.3 數字結果 …………………………………………………… 64
5–2 總結論 ………………………………………………………………… 69

參考文獻 ………………………………………………………………………… 72

表 目 錄

表次 頁次
表4.1 發電機組數據 …………………………………………………………… 33
表4.2 水力發電廠之容量(MW)及能量(GW–hr) …………………………………………………… 34
表4.3 一年內每日之尖峰負載(MW) ………………………………………………………………………… 34
表4.4每月中一日內每時負載型式……………………………………………… 36
表4.5 每區之發電機組數據 …………………………………………………… 51
表4.6水力發電機組容量(MW)及每區全年水力發電能量(GW–hr) ………………… 52
表4.7 每區每時之負載百分率(%)……………………………………………… 52
表4.8 每區儲量邊限機率 ……………………………………………………… 53
表4.9 每區在不同條件之LOLP值(天/年) …………………………………… 54
表4.10 互聯線容量限制下之系統失敗機率(天/年) ……………………… 55
表5.1 發電機組之數據 ……………………………………………………… 56
表5.2 發電機組位置 ………………………………………………………… 57
表5.3 傳輸線長度及強制故障率之數據…………………………………… 58
表5.4 傳輸線阻抗及比率之數據 …………………………………………… 59
表5.5 匯流排負載之數據 …………………………………………………… 60
表5.6 元件LOLP值 ………………………………………………………… 69
表5.7 改善後之元件………………………………………………………… 70

圖 目 錄

圖次 頁次
圖3.1舉例之四匯流排電力系統 ……………………………………………… 6
圖3.2依圖3.1之系統模型 …………………………………………………… 7
圖3.3流量網路……………………………………………………………………8
圖3.4最大流量演算法之流程圖…………………………………………………9
圖3.5舉例之流量網路 ………………………………………………………… 11
圖3.6流量f開始為0單位……………………………………………………… 11
圖3.7 流量漸增路徑(增量=3) …………………………………………………………………………………… 11
圖3.8 流量f增加3單位之結構圖 …………………………………………… 11
圖3.9 流量漸增路徑(增量=4) ………………………………………………………………………………… 12
圖3.10 流量f增加7單位之結構圖 …………………………………………… 12
圖3.11 流量漸增路徑(增量=5) ……………………………………………………………………………… 12
圖3.12 流量f增加12單位之結構圖 ………………………………………… 12
圖3.13 流量漸增路徑(增量=3，減量=3) ………………………………………………………… 12
圖3.14 最大流量之結構圖…………………………………………………… 13
圖3.15系統容量狀態之Venn圖 …………………………………………… 14
圖3.16系統容量狀態分割為A、B及U子集合 ……………………………… 14
圖3.17分割未分類U子集合 ………………………………………………… 17
圖3.18計算輸電系統可靠度之流程圖……………………………………… 18
圖3.19 負載變量圖型…… ………………………………………………… 19
圖3.20舉例之三匯流排電力系統 ………………………………………… 20
圖3.21依圖5.6之系統模型………………………………………………… 20
圖3.22依圖5.7之流量模型 ………………………………………………… 21
圖3.23除去一個元件後之流量圖型………………………………………… 21
圖3.24具有互斥子集合Bj之Venn圖型 …………………………………… 23
圖4.1 負載持續曲線……………………………………………………………27
圖4.2 多狀態發電機組之生命歷史 ………………………………………… 28
圖4.3尖峰削去前之負載分配函數 ………………………………………… 30
圖4.4尖峰削去後之負載分配函數…………………………………………… 31
圖4.5 抽水前U(x)及後V(x)之負載分配函數 ………………………………32
圖4.6計算發電系統可靠度之流程圖………………………………………… 37
圖4.7 一般負載持續曲線……………………………………………………… 38
圖4.8 貯水量式水力發電廠之尖峰削去負載分配函數……………………… 38
圖4.9 儲存量式水力發電廠之尖峰削去負載分配函數 ………………………39
圖4.10抽水儲存式水力發電廠之尖峰削去負載分配函數 ………………… 39
圖4.11 組合火力發電機組前Fo*(x)及後FN*(x)之負載分配函數…………40
圖4.12 N區互聯發電系統 …………………………………………………… 41
圖4.13 四區電力系統………………………………………………………… 43
圖4.14 線性流量網路模型…………………………………………………… 43
圖4.15在(a)線性流量網路及(b)電力系統兩者中………………………… 45
由輸電鏈路或互聯線組成之最小切量 ……………………………45
圖4.16 多區可靠度分析之流程圖………………………………………………47
圖4.17四區互聯系統…………………………………………………………… 48
圖4.18執行線性流量演算法後之最小切量 ………………………………… 49
圖4.19台灣地區互聯電力系統 …………………………………………………50
圖5.1 輸電系統網路…………………………………………………………… 62
圖5.2 依圖5.1之系統模型…………………………………………………… 63

參考文獻

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