臺灣博碩士論文加值系統

隨著氣候變遷問題受到關注，以及環保意識的提升，傳統能源將逐漸被再生能源取代。再生能源的優點為可永續使用，但併入電網之後，由於其間歇性的發電特性，當其佔比到達一定比例時，會對電網的穩定性造成衝擊。隨著再生能源發電技術的逐漸成熟，其發電成本降低，滲透率（penetration）不斷提升，再生能源發電對電網的影響也逐漸顯現。
電力公司為避免再生能源發電對電網造成過大的衝擊，對再生能源發電的併網皆有一定的規範。就台電公司而言，為「再生能源發電系統併聯技術要點」。為了增加再生能源發電的滲透率，了解再生能源發電會對電網造成何種衝擊並提出改善方法，進而藉由研究成果檢討電力公司所訂規範之適切性是十分必要的。
本論文使用OPENDSS進行饋線電壓模擬。探討當規範所允許之最大裝置容量之再生能源發電（風力與太陽能發電）併入饋線後，對整體饋線電壓之影響以及其電壓變動率。最後並模擬OLTC、同步電容與儲能系統應用於饋線電壓改善之效果。

Traditional energy will be gradually replaced by renewable energy because of climate change and the rising of environmental protection consciousness. Renewable energy would never be exhausted, however it will impact the system stability while it is connected to the power grid. Because of the technology development of renewable energy, the cost of renewable energy is decreased. This situation increases the penetration of renewable energy and also increases the impact on power grid.
To avoid the serious impact on power grid, the power companies all established standards to limit the connection capacity of renewable energy. For increasing the penetration of renewable energy, it is necessary to study what kind of impact will be caused by renewable energy and to provide solutions to reduce the impact. And also it is possible to revise the existing standard according to the research results.
The voltage variation and feeder voltage under the largest capacity of renewable energy connected to the feeder are studied by OPENDSS. At last, the performance of OLTC, synchronous condenser and energy storage system for reducing the impact are simulated.

目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 IV
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2研究目的 2
1.3文獻回顧 3
第二章 饋線運轉規範 4
2.1台灣電力股份有限公司再生能源發電系統併聯技術要點 4
2.2 電壓變動率 4
2.3 最大躉售電力 5
2.4 台電公司高壓配電線路規格 6
第三章 饋線併聯再生能源最大發電容量電壓分析 7
3.1 OPENDSS模擬軟體 7
3.2輕載饋線含太陽能發電之電壓分析 13
3.3輕載饋線含風力發電之電壓分析 22
3.4輕載饋線含太陽能和風力混合發電之電壓分析 30
3.5重載饋線含太陽能發電之電壓分析 46
3.6重載饋線含風力發電之電壓分析 54
3.7重載饋線含太陽能和風力混合發電之電壓分析 62
3.8 分析結果說明 78
第四章 電壓變動率改善方法 81
4.1使用同步電容改善電壓變動率 81
4.2使用儲能系統改善電壓變動率 88
4.3使用OLTC改善電壓變動率 91
第五章 結論與未來研究方向 96
5.1結論 96
5.2 未來研究方向 97
參考文獻 98

 

圖目錄
圖3.1.1風力發電機OPENDSS程式碼 8
圖3.1.2時間風力發電曲線 8
圖3.1.3 OPENDSS太陽能模組程式碼 9
圖3.1. 4時間太陽能發電曲線 9
圖3.1.5輕載(150A)負載曲線 10
圖3.1.6重載(450A)負載曲線 11

圖3.2.1輕載-太陽能併聯於距變電所0.35km處饋線圖 13
圖3.2.2輕載-太陽能併接於距變電所0.35km處責任分界點電壓變動曲線 14
圖3.2.3輕載-太陽能接於距變電所0.35km處距離-電壓曲線 15
圖3.2.4輕載-太陽能併於距變電所2.475km處饋線圖 16
圖3.2.5輕載-太陽能併於距變電所2.475km處責任分界點電壓變動曲線 17
圖3.2.6輕載-太陽能併於距變電所2.475km處距離-電壓曲線 17
圖3.2.7輕載-太陽能併於距變電所8.835km處饋線圖 18
圖3.2.8輕載-太陽能併於距變電所8.835km處責任分界點電壓變動曲線 19
圖3.2.9輕載-太陽能接於距變電所8.835km處距離-電壓曲線 19
圖3.2.10輕載-太陽能併於距變電所19.935km處饋線圖 20
圖3.2.11輕載-太陽能併於距變電所19.935km處責任分界點電壓變動曲線 21
圖3.2.12輕載-太陽能接於距變電所19.935km處距離-電壓曲線 21

圖3.3.1輕載-風機併於距變電所0.35km處饋線圖 22
圖3.3.2輕載-風機併於距變電所0. 35km處責任分界點電壓變動曲線 23
圖3.3.3輕載-風機接於距變電所0.35km處距離-電壓曲線 23
圖3.3.4輕載-風機併於距變電所2.475km處饋線圖 24
圖3.3.5輕載-風機併於距變電所2.475km處責任分界點電壓變動曲線 25
圖3.3.6輕載-風機接於距變電所2.475km處距離-電壓曲線 25
圖3.3.7輕載-風機併於距變電所8.335km處饋線圖 26
圖3.3.8輕載-風機併於距變電所8.335km處責任分界點電壓變動曲線 27
圖3.3.9輕載-風機併於距變電所8.335km處距離-電壓曲線 27
圖3.3.10輕載-風機併於距變電所19.935km處饋線圖 28
圖3.3.11輕載-風機併於距變電所19.935km處責任分界點電壓變動曲線 29
圖3.3.12輕載-風機併於距變電所19.935km處距離-電壓曲線 29

圖3.4.1輕載-太陽能併聯於距變電所0.35km處，風機併聯於距變電所19.935km處饋線圖 30
圖3.4.2輕載-19.935KM風力端與0.35KM太陽能端責任分界點電壓變動率 31
圖3.4.3輕載-19.935km處風機端責任分界點電壓變動曲線 32
圖3.4.4輕載-0.35km處太陽能端責任分界點電壓變動曲線 32
圖3.4.5輕載-太陽能併聯於距變電所0.35km處風機併於距變電所19.935km處責任分界點距離-電壓曲線 33
圖3.4.6輕載-太陽能與風機併聯於距變電所2.475km處饋線圖 34
圖3.4.7輕載-2.475KM處太陽能端與風力端責任分界點電壓變動曲線 35
圖3.4.8輕載-2.475KM處太陽能端責任分界點電壓變動曲線 35
圖3.4.9輕載-2.475KM處風力端責任分界點電壓變動曲線 36
圖3.4.10太陽能與風機併聯於距變電所2.475km處距離-電壓曲線 36
圖3.4.11輕載-太陽能與風機併聯於距變電所8.835km處饋線圖 37
圖3.4.12輕載-8.835KM處太陽能端與風力端責任分界點電壓變動曲線 38
圖3.4.13輕載-8.835KM處太陽能端責任分界點電壓變動曲線 38
圖3.4.14輕載-風力端8.835KM處責任分界點電壓變動曲線 39
圖3.4.15太陽能與風機併聯於距變電所8.835km處距離-電壓曲線 39
圖3.4.16輕載-太陽能與風機併聯於距變電所19.935km處饋線圖 40
圖3.4.17輕載-19.935KM處太陽能端與風力端責任分界點電壓變動曲線 41
圖3.4.18輕載-19.935KM處太陽能端責任分界點電壓變動曲線 41
圖3.4.19輕載-19.935KM處風力端責任分界點電壓變動曲線 42
圖3.4.20太陽能與風機併聯於距變電所19.935km處距離-電壓曲線 42
圖3.4.21太陽能併聯於距變電所19.935km處，風機併聯於距變電所0.35km處饋線圖 43
圖3.4.22太陽能端與風力端責任分界點電壓變動曲線 44
圖3.4.23太陽能端19.935KM處責任分界點電壓變動曲線 44
圖3.4.24風力端0.35KM處責任分界點電壓變動曲線 45
圖3.4.25太陽能併聯於距變電所19.935km處，風機併聯於距變電所0.35km處距離-電壓曲線 45

圖3.5.1重載-太陽能併聯於距變電所0.35km處饋線圖 46
圖3.5.2重載-太陽能併於距變電所0.35km處責任分界點電壓變動曲線 47
圖3.5.3太陽能併聯於距變電所0.35km處距離-電壓曲線 47
圖3.5.4重載-太陽能併聯於距變電所2.475km處饋線圖 48
圖3.5.5重載-太陽能併於距變電所2.475km處責任分界點電壓變動曲線 49
圖3.5.6太陽能併聯於距變電所2.475km處距離-電壓曲線 49
圖3.5.7重載-太陽能併聯於距變電所8.335km處饋線圖 50
圖3.5.8重載-太陽能併於距變電所8.335km處責任分界點電壓變動曲線 51
圖3.5.9太陽能併聯於距變電所8.835km處距離-電壓曲線 51
圖3.5.10重載-太陽能併聯於距變電所19.935km處饋線圖 52
圖3.5.11重載-太陽能併於距變電所19.935km處責任分界點電壓變動曲線 53
圖3.5.12太陽能併聯於距變電所19.935km處距離-電壓曲線 53

圖3.6.1重載-風機併聯於距變電所0.35km處饋線圖 54
圖3.6.2重載-風機併於距變電所0.35km處責任分界點電壓變動曲線 55
圖3.6.3重載-風機併聯於距變電所0.35km處距離-電壓曲線 55
圖3.6.4重載-風機併聯於距變電所2.475km處饋線圖 56
圖3.6.5重載-風機併於距變電所2.475km處責任分界點電壓變動曲線 57
圖3.6.6重載-風機併聯於距變電所2.475km處距離-電壓曲線 57
圖3.6.7重載-風機併聯於距變電所8.335km處饋線圖 58
圖3.6.8重載-風機併於距變電所8.335km處責任分界點電壓變動曲線 59
圖3.6.9重載-風機併聯於距變電所8.835km處距離-電壓曲線 59
圖3.6.10重載-風機併聯於距變電所19.935km處饋線圖 60
圖3.6.11重載-風機併於距變電所19.935km處責任分界點電壓變動曲線 61
圖3.6.12重載-風機併聯於距變電所19.935km處距離-電壓曲線 61

圖3.7.1重載-太陽能併聯於距變電所0.35km處，風機併聯於距變電所19.935km處饋線圖 62
圖3.7.2重載-19.935KM風力端與0.35KM太陽能端責任分界點電壓變動率 63
圖3.7.3重載-19.935km處風機端責任分界點電壓變動曲線 64
圖3.7.4重載-0.35km處太陽能端責任分界點電壓變動曲線 64
圖3.7.5太陽能併聯於距變電所0.35km處，風機併聯於距變電所0.35km處距離-電壓曲線 65
圖3.7.6重載-太陽能與風機併聯於距變電所2.475km處饋線圖 65
圖3.7.7重載-2.475KM處太陽能端與風力端責任分界點電壓變動曲線 66
圖3.7.8重載-2.475KM處太陽能端責任分界點電壓變動曲線 67
圖3.7.9重載-2.475KM處風機端責任分界點電壓變動曲線 67
圖3.7.10重載-太陽能與風機併聯於距變電所2.475km處距離-電壓曲線 68
圖3.7.11重載-太陽能與風機併聯於距變電所8.835km處饋線圖 68
圖3.7.12重載-8.835KM處太陽能端與風力端責任分界點電壓變動曲線 69
圖3.7.13重載-8.835KM處太陽能端責任分界點電壓變動曲線 70
圖3.7.14重載-8.835KM處風機端責任分界點電壓變動曲線 70
圖3.7.15重載-太陽能與風機併聯於距變電所8.835km處距離-電壓曲線 71
圖3.7.16重載-太陽能與風機併聯於距變電所19.935km處饋線圖 71
圖3.7.17重載-太陽能與風機併聯於距變電所19.935km處 72
圖3.7.18重載-太陽能與風機併聯於距變電所19.935km處 73
圖3.7.19重載-太陽能與風機併聯於距變電所19.935km處 73
圖3.7.20重載-太陽能與風機併聯於距變電所8.835km處距離-電壓曲線 74
圖3.7.21重載-太陽能併聯於距變電所19.935km處，風機併聯於距變電所0.35km處饋線圖 75
圖3.7.22太陽能端與風力端責任分界點電壓變動曲線 76
圖3.7.23重載-太陽能併於距變電所19.935km處責任分界點電壓變動曲線 76
圖3.7.24重載-風機併於距變電所0.35km處責任分界點電壓變動曲線 77
圖3.7.25太陽能併聯於距變電所19.935km處，風機併聯於距變電所0.35km處距離-電壓曲線 77

圖4.1.1同步電容之OPENDSS程式碼 82
圖4.1.2同步電容併接於責任分界點饋線圖 82
圖4.1.3輕載-同步電容改善前後電壓 83
圖4.1.4輕載-同步電容改善前後電壓變動率 84
圖4.1.5輕載-同步電容改善前後距離-電壓曲線 84
圖4.1.6同步電容接於責任分界點饋線圖 85
圖4.1.7重載-同步電容改善前後電壓 86
圖4.1.8重載-同步電容改善前後電壓變動率 87
圖4.1.9重載-同步電容改善前後距離-電壓曲線 87

圖4.2.1儲能系統接於責任分界點饋線圖 89
圖4.2.2儲能系統之OPENDSS程式碼 89
圖4.2.3裝設儲能系統前後電壓 90
圖4.2.4裝設儲能系統前後電壓變動率 91

圖4.3. 1OLTC程式碼 91
圖4.3.2輕載OLTC饋線圖 92
圖4.3.3裝設OLTC前後電壓 93
圖4.3.4裝設OLTC前後電壓變動率 93
圖4.3.5重載-OLTC饋線圖 94
圖4.3.6重載-裝設OLTC前後電壓 95
圖4.3.7重載-裝設OLTC前後電壓變動率 95









表目錄
表2.2.1再生能源發電系統併聯技術要點電壓變動率規範 5
表2.3.1再生能源發電系統併聯技術要點最大躉售電力 5
表2.4.1台電饋線阻抗表 6
表3.2.1輕載-太陽能(5MW)併聯於距變電所0.35km處電壓變動率 14
表3.2.2輕載-太陽能(5MW)併聯於距變電所2.475km處電壓變動率 16
表3.2.3輕載-太陽能(5MW)併聯於距變電所8.835km處電壓變動率 18
表3.2.4輕載-太陽能(5MW)併聯於距變電所19.935km處電壓變動率 20

表3.3.1輕載-風機(5MW)併聯於距變電所0.35km處電壓變動率 22
表3.3.2輕載-風機(5MW)併聯於距變電所2.475km處電壓變動率 24
表3.3.3輕載-風機(5MW)併聯於距變電所8.335km處電壓變動率 26
表3.3.4輕載-風機(5MW)併聯於距變電所19.935km處電壓變動率 28

表3.4.1輕載-太陽能併聯於距變電所0.35km處，風機併聯於距變電所19.935km處電壓變動率 31
表3.4.2輕載-太陽能與風機併聯於距變電所2.475km處電壓變動率 34
表3.4.3輕載-太陽能與風機併聯於距變電所8.835km處電壓變動率 37
表3.4.4輕載-太陽能與風機併聯於距變電所19.935km處電壓變動率 40
表3.4. 5太陽能併聯於距變電所19.935km處，風機併聯於距變電所0.35km處電壓變動率 43

表3.5.1重載-太陽能(5MW)併聯於距變電所0.35km處電壓變動率 46
表3.5.2重載-太陽能(5MW)併聯於距變電所2.475km處電壓變動率 48
表3.5.3重載-太陽能(5MW)併聯於距變電所8.335km處電壓變動率 50
表3.5.4重載-太陽能(5MW)併聯於距變電所19.935km處電壓變動率 52

表3.6.1重載-風機(5MW)併聯於距變電所0.35km處電壓變動率 54
表3.6.2重載-風機(5MW)併聯於距變電所2.475km處電壓變動率 56
表3.6.3重載-風機(5MW)併聯於距變電所8.335km處電壓變動率 58
表3.6.4重載-風機(5MW)併聯於距變電所19.935km處電壓變動率 60

表3.7.1重載-太陽能併聯於距變電所0.35km處，風機併聯於距變電所19.935km處電壓變動率 63
表3.7.2重載-太陽能與風機併聯於距變電所2.475km處電壓變動率 66
表3.7.3重載-太陽能與風機併聯於距變電所8.835km處電壓變動率 69
表3.7.4太陽能與風機併聯於距變電所19.935km電壓變動率 72
表3.7.5重載-太陽能併聯於距變電所19.935km處，風機併聯於距變電所0.35km處電壓變動率 75

表4.1.1同步電容改善前後電壓變動率 82
表4.1.2同步電容改善前後電壓變動率 85

表4.2.1裝設儲能系統前後電壓變動率(改善結果分析) 89

表4.3.1裝設OLTC前後電壓變動率(改善結果分析) 92
表4.3.2重載-裝設OLTC前後電壓變動率(改善結果分析) 94

[1]F. Blaabjerg, Y. Yang, D. Yang and X. Wang, "Distributed Power-Generation Systems and Protection," in Proceedings of the IEEE, vol. 105, no. 7, pp. 1311-1331, July 2017.
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