臺灣博碩士論文加值系統

船舶電力系統為一獨立運轉系統，相對於岸電的大型網路系統，船電系統容量較小，對穩定度的要求較岸電為高。由於船舶電力系統負載變動頻繁，發電機組必須隨負載變化快速反應、穩定運轉。本文以實例船舶電力系統為探討對象，以特徵值分析來探討船舶電力系統小信號穩定度。根據特徵值分析計算，求得各機電振盪模式的阻尼及頻率以瞭解系統振盪特性，並以系統時域響應來加以驗證。

The marine power system is an independent system of which the required reliability is higher than that of the onshore power system. A sample marine power system is taken as the study system and the method of eigenanalysis is employed to investigate the small signal stability of the system. The damping and frequency of the electromechanical oscillation mode are calculated and verified through time domain simulations.

第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究方法 4
1-3 模擬軟體介紹 5
1-3-1 Eurostag 5
1-4 論文內容概述 7
第二章 船舶電力系統 9
2-1 前言 9
2-2 船舶電力系統的特點 10
2-3 船舶電力系統的組成 12
2-4 船舶電力系統的類型 16
2-5 運轉工況的類型………… 20
第三章 電力系統小信號穩定度 23
3-1 前言 23
3-2 定態穩定度 25
3-3 暫態穩定度 27
3-4 小信號穩定度 29
3-5 小信號穩定度分析 31
3-5-1 狀態空間 31
3-5-2 線性化 33
3-5-3 線性系統特徵分析法 36
第四章 實例探討 40
4-1 系統簡介 40
4-2 問題描述 57
4-2-1 離靠碼頭 47
4-2-2 進出港口 51
4-2-3 正常航行 54
4-2-4 作業研究 57
4-2-5 特徵值分析 61
第五章 結論 62
5-1 總結 62
5-2 未來研究方向 64
參考文獻 65
附錄A動態數學模型 68
附錄B系統狀態矩陣 89
作者簡歷 96
圖目錄
圖1-1 EUROSTAG模擬分析流程圖 6
圖2-1 陸上電力系統單線圖 15
圖2-2 船舶電力系統單線圖 15
圖2-3 單匯流排電力系統 18
圖2-4 主輔(或應急)匯流排電力系統 18
圖2-5 多匯流排電力系統 19
圖2-6 電力推進電力系統 19
圖2-7 離靠碼頭之等效電力單線圖 21
圖2-8 進出港口之等效電力單線圖 21
圖2-9 正常航行之等效電力單線圖 22
圖2-10 研究作業之等效電力單線圖 22
圖3-1 雙匯流排系統單線圖 26
圖4-1(a) 離靠碼頭時關閉艏側推進器M2，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除匯流排NLV3之電壓響應圖 50
圖4-1(b) 離靠碼頭時關閉艏側推進器M2，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除之發電機G1角速度圖 50
圖4-2(a) 進出港口時關閉發電機G2，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除匯流排NLV3之電壓響應圖 53
圖4-2(b) 進出港口時關閉發電機G2，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除之發電機G1角速度圖 53
圖4-3(a) 正常航行時負載突然增加50kW+j50kVAR，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除匯流排NLV3之電壓響應圖 56
圖4-3(b) 正常航行時負載突然增加50 kW +j50kVAR，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除發電機G1角速度圖 56
圖4-4(a) 研究作業時連續啟動兩部海洋研究絞機，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除匯流排NLV3之電壓響應圖 60
圖4-4(b) 研究作業時連續啟動兩部海洋研究絞機，模擬匯流排NLV2發生短路故障，延遲66.66ms後清除發電機G1角速度圖 60
圖A1 同步發電機的精確等效模型 71
圖A4 AC1激磁系統模型 74
圖A5 ST1激磁系統模型 74
圖A6 ST2激磁系統模型 75
圖A7 IEEE Type 1激磁系統模型 75
圖A8 IEEE Type 2激磁系統模型 76
圖A9 IEEE Type 3激磁系統模型 76
圖A10 IEEE Type 4激磁系統模型 77
圖A11 AVR3激磁系統模型 77
圖A12 GOVER3調速系統模型 78
圖A13 轉移函數方塊圖 81
圖A14 感應電動機精確等效電路圖 82
圖A15 感應電動機簡化等效電路圖 83
表目錄
表4-1 離靠碼頭之電力負載統計表格 43
表4-2 進出港口之電力負載統計表格 44
表4-3 正常航行之電力負載統計表格 45
表4-4 研究作業之電力負載統計表格 46
表4-5 工況一離靠碼頭特徵值 49
表4-6 工況二進出港口特徵值 52
表4-7 工況三正常航行特徵值 55
表4-8 工況四研究作業特徵值 59
表4-9 機電模式特徵值分析 61
表A-1 同步發電機的精確等效模型中符號的定義 71
表A-2 激磁系統的符號意義 73
表A-3 被動負載標準模型符號的定義 80
表A-4 發電機模型參數 84
表A-5 AVR3激磁系統模型參數 84
表A-6 GOVER3調速系統模型參數 85
表A-7 靜態負載模型參數 85
表A-8 感應馬達參數 85
表A-9 線路組抗 85
表A-10 變壓器參數 86
表A-11 離靠碼頭時，系統之初始負載潮流 87
表A-12 進出港口時，系統之初始負載潮流 87
表A-13 正常航行時，系統之初始負載潮流 87
表A-14 研究作業時，系統之初始負載潮流 88
表B-1 離靠碼頭系統狀態矩陣 89
表B-2 進出港口系統狀態矩陣 91
表B-3 正常航行系統狀態矩陣 92
表B-4 研究作業系統狀態矩陣 93

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