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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張艷如
研究生(外文):Yen-ju Chang
論文名稱:使用氧化鋅裝置於風力發電機系統之電壓穩定度研究
論文名稱(外文):Voltage Stability Improvement of Wind Turbine System by Using ZnO Device
指導教授:黃思倫黃思倫引用關係
指導教授(外文):Sy-Ruen Huang
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:電機工程所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:風力發電機限流電抗器氧化鋅裝置電壓驟降
外文關鍵詞:ZnO devicesWind TurbineCurrent-limiting ReactorsVoltage sags
相關次數:
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本論文旨在探討風力發電機加裝限流電抗器與氧化鋅裝置前後,對於電力系統所造成的影響,並且探討風力發電機的暫態穩定度之影響。由於風力發電機屬於分散式電源,若在設置位置(或併聯至市電系統)之前需要加裝限流電抗器用以避免風力發電機故障期間所造成較大的故障電流,並使得斷路器的啟斷容量增加或斷路器無法啟斷故障電流的現象。但是,風力發電機併聯期間會發生併聯點的匯流排電壓發生電壓驟降現象,並導致風力發電機跳脫事故。因此,本論文擬針對此問題進行分析與探討。
本論文利用MATLAB/SIMULINK進行模擬分析,主要探討風力發電機與市電電網的併聯期間,加裝限流電抗器與氧化鋅裝置、以及限流電抗器之設計方法,用以降低風力發電機發生故障時所產生的故障電流。同時,模擬加入限流電抗器與氧化鋅裝置後對於電壓驟降之影響程度,作為提供未來改善的參考依據。
This thesis investigates the influences on a power system and transient stability of a wind turbine when current-limiting reactors (CLRs) and ZnO devices are installed between the system and wind turbines. Due to wind power generators are distributed generation; CLRs need to be installed to avoid large fault current caused by wind turbine failure to avert the necessary of increasing breakers capability and the phenomenon that breakers cannot interrupt fault current. However, bus voltage sag may occur on parallel point to force wind turbine outage when wind turbines are in parallel connected to a grid. Therefore, the thesis analyses and probes into these problems.

The main purpose of the thesis is to analyze voltage sags of an actual wind turbine farm simulated by SimPower system of MATLAB/SIMULINK and explore the instillation design of CLRs to avoid faulty current when a wind turbine is connected in parallel to the power grid. Moreover, the actual measurements and verification of this study are provided to support future improvements.
誌謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究方法與步驟 4
1.4 論文架構 7
第二章 風力發電概論 9
2.1 前言 9
2.2 風力發電原理 9
2.3 國內、外風力發電之研究現況 11
2.3.1 國外風力發展現況 11
2.3.2 國內風力發展現況 16
2.4 風力發電相關併聯規範探討 19
2.5 結語 23
第三章 風力發電系統模型建構 24
3.1 前言 24
3.2 風力發電機模型 24
3.3 風力發電廠系統整合的模擬模型建立之簡介 28
3.3.1 彰化濱海工業區風力發電場之簡介 28
3.3.2 風力發電場的電能管理 33
3.4 風力發電機特性模擬 34
3.5 結語 39
第四章 風力發電機併網運轉之動態模擬分析 40
4.1 前言 40
4.2 限流電抗器應用於抑制故障電流之模擬分析 42
4.2.1限流電抗器設計程序之實例 42
4.2.2 三相短路故障的模擬分析 46
4.3 探討電壓驟降與限流電抗器特性模擬分析 48
4.3.1 電壓降與風力發電機的旋翼角度控制之探討 48
4.3.2 電壓降與限流電抗器之探討 50
4.4 結語 55
第五章 風力發電機併網運轉之暫態分析 56
5.1 前言 56
5.2 風力發電機系統之暫態穩定度分析 57
5.3使用氧化鋅裝置於風力發電機系統 62
5.3.1加裝氧化鋅元件之目的 62
5.3.2 風力發電機併網時之暫態模擬分析 71
5.3.3三相故障暫態模擬分析 75
5.4 結語 79
第六章 結論與未來研究方向 81
6.1 結論 81
6.2 未來研究方向 83
參考文獻 84
作者簡介 88
[1]L. Kovalsky, X. Yuan, K. Tekletsadik, A. Keri, J. Bock and F. Bueuer, “Applications of Superconducting Fault Current Limiters in Electric Power Transmission Systems,” IEEE Trans. Applied Superconductivity, Vol. 15, No. 2, pp. 2130-2133, June 2005.
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