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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:何誠育
研究生(外文):Cheng-Yu Ho
論文名稱:考慮用戶負載模型及配合啟示性規則以改善配電系統相位平衡之研究
論文名稱(外文):Heuristic Rule-Based Phase Balancing of Distribution Systems by Considering Customer Load Patterns
指導教授:陳朝順陳朝順引用關係
指導教授(外文):Chao-Shun Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:電機工程學系研究所
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:拓樸程序節點減量自動圖資設備管理用戶負載模型用戶服務資訊系統
外文關鍵詞:Customer load patternTopology processAutomated mapping/facility management (AM/FM)Customer information system (CIS)Node reduction
相關次數:
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本論文對於配電系統的相位平衡,提出啟示性逆追踪搜尋演算法,來調整主饋線和分歧線的相位排列。配電饋線的相位不平衡指標是根據每個線段和分支的相位電流大小來計算,其電流值是執行三相負載潮流程式所產生的。三相潮流程式之輸入資料是擷取AM/FM資料庫中之元件屬性資料,並執行拓樸程序以決定配電系統之網路架構及確認配電變壓器與用戶之連結關係。
根據用戶服務資訊系統(CIS)的用戶之用電量及不同類型用戶的典型日負載模型,來推導配電變壓器的小時負載量,而每個供電區段的小時負載量,則是加總在此供電區段下配電變壓器的負載用電量來求得。由這個方法,每個主饋線和分歧線之每相的電流量,可以基於配電變壓器的相位和負載量來推導。由啟示性規則搜尋程序來減小相位平衡指標並重新分配主饋線和分歧線的相位,使得配電系統獲得最佳相位平衡。

為了證明提出的演算法能有效地提高配電系統的三相平衡,本論文選擇有2754用戶的台電配電饋線作為電腦模擬。本篇論文的結論是考慮用戶負載特性對主饋線及分歧線作適當的相位設計,將可有效改善配電系統的三相平衡。
In this paper, a heuristic backtracking search algorithm is proposed to adjust the phasing arrangement of primary feeders and laterals for phase balancing of distribution systems. The phase unbalance index of distribution feeders is calculated based on the phasing current magnitude of each line segment and branch, which has been solved by a 3-phase load flow program. The database of an automated mapping/facility management (AM/FM) system is used to retrieve the component attributes and topology process is executed to determine the electrical network configuration and to identify the customers served by each distribution transformer. By using the monthly energy consumption of the customers in customer information system (CIS) and the typical daily load patterns of customer classes, the hourly loading profiles of distribution transformers can be derived, which can be integrated to solve the load demand of each service zone. By this manner, the individual phase loadings of each primary feeder and lateral can be determined based on the phasing of distribution transformers and the power consumption served. The optimal phase balancing of distribution systems is performed by heuristic rule-based searching process to minimize the phase unbalance index so that the proper phasings of a primary feeder and its lateral can be assigned. To demonstrate the effectiveness of proposed methodology to enhance three-phase balancing of distribution systems, a practical distribution feeder with 2754 customers are selected for computer simulation. It is concluded that three phase balancing of distribution systems can be obtained by properly phasing design of primary feeders and laterals by considering customer load characteristics.
目錄
中文摘要 i
英文摘要 iii
目錄 v
圖表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 論文內容概述 5
第二章 配電饋線之網路模型 6
2.1 前言 6
2.2 饋線三相平衡的整個研究架構 7
2.3 圖資運轉系統 9
2.3.1 圖資運轉系統操作介面 11
2.4 拓樸分析 14
2.5 節點減量 22
第三章 配電變壓器負載量之推導 26
3.1 前言 26
3.2 利用AM/FM資料庫得到用戶到變壓器的關係 27
3.3 用戶服務資訊系統 39
3.4 負載特性調查 43
3.4.1 負載模型及負載組成推導 43
3.5 線路變壓器及供電區段個別相每小時負載推導 47
第四章 啟示性逆追蹤之推論 49
4.1 前言 49
4.2 三相負載潮流分析 50
4.3 逆追蹤程序分析 56
4.4 啟示性逆追蹤演算法 62
第五章 系統模擬分析 65
5.1 前言 65
5.2 地下配電系統 66
5.3 饋線GV52之配電系統架構 70
5.4 饋線GV52之三相負載潮流分析 73
5.5配電系統模擬 76
5.5.1 饋線GV52之三相平衡分析 76
5.5.2 換相對相鄰兩饋線轉供能力之影響 79
5.5.3 啟示性搜尋法和混合整數規劃法的性能比較 81
第六章 結論與未來展望 83
6.1 結論 83
6.2 未來發展方向 85
參考文獻 86


圖目錄
圖1.1 開Y-開Δ變壓器的電路圖 2
圖1.2 運用啟示規則作饋線三相平衡之流程圖 4
圖2.1 建立配電饋線模型之流程圖 6
圖2.2 饋線三相平衡研究的流程圖 8
圖2.3 圖資運轉系統架構圖 9
圖2.4 圖資運轉系統之操作介面 11
圖2.5 自由變電所定位圖 12
圖2.6 配電室定位圖 12
圖2.7 查詢線路變壓器屬性圖 13
圖2.8 拓樸分析流程圖 15
圖2.9 順向有電時配電設備之追溯圖 20
圖2.10 配電系統網路架構建立範例圖 21
圖2.11 節點減量前後之網路模型 25
圖3.1 決定變壓器每小時負載量之流程圖 26
圖3.2 變壓器到用戶的雙向映射關連性 30
圖3.3 圖資系統線路圖 31
圖3.4 配電室的線路變壓器 31
圖3.5 配電室的設備屬性 35
圖3.6 線路變壓器的設備屬性 36
圖3.7 線路變壓器的用戶資訊 36
圖3.8 DBA studio 的圖形介面 37
圖3.9 配電室的變壓器 37
圖3.10 配電室的變壓器之用戶 38
圖3.11 配電室變壓器用戶資訊 38
圖3.12 各類型用戶日負載模型推估流程圖 44
圖3.13 商業類型抽樣用戶工作日負載模型 45
圖3.14 各類型用戶標準化日負載模型 46
圖3.15 供電區段各類型用戶日負載組成 47
圖4.1 三相負載潮流程式及逆追蹤程序的流程圖 49
圖4.2 三相線段阻抗 50
圖4.3 三相線段等效導納 52
圖4.4 二相線段等效導納 53
圖4.5 單相線段等效導納 53
圖4.6 等效電路模型 54
圖4.7 三相潮流分析流程圖 55
圖4.8 連接兩條分歧線之簡單饋線範例 57
圖4.9 台電典型地下配電系統 59
圖4.10 用父子結構實行逆追蹤拓樸程序 60
圖4.11 考慮圖4.9之簡單配電系統範例的父子結構 61
圖5.1 典型地下配電系統電路圖 67
圖5.2 自由變電所地下配電網路 68
圖5.3 自由變電所地下配電網路(續) 69
圖5.4 饋線GV52單線圖 70
圖5.5 饋線GV52之供電區段(節點)N57的負載組成 71
圖5.6 饋線GV52實際供電量與推估供電量的比較 72
圖5.7 饋線GV52換相之前和換相之後的相位不平衡指標和中
性線電流 77
圖5.8 饋線GV52在換相之前和換相之後的平均PUI 78
圖5.9 饋線GV52和HH64轉供時的單線圖 79
圖5.10 饋線GV51單線圖 82

表目錄
表2.1 電氣連結性資料表屬性資料 16
表2.2 導線資料表屬性資料 17
表2.3 開關設備資料表屬性資料 18
表2.4 線路變壓器資料表屬性資料 19
表2.5 圖資運轉系統設備代號及名稱 23
表2.6 圖資運轉系統開關之代號及型式 24
表3.1 線路變壓器(SXFMR)資料表屬性資料 28
表3.2 用戶電號(METER)資料表屬性資料 29
表3.3 戶址檔(MSTADDR)資料表屬性資料 29
表3.4 配電室資料表屬性資料 32
表3.5 配電室的線路變壓器 32
表3.6 設備流水編號為12097的線路變壓器之所有用戶電號 34
表3.7 線路變壓器之某用戶電號所對應的戶址檔 35
表3.8 用戶服務資訊系統的開機畫面及功能指令 39
表3.9 用戶服務資訊系統的用電號碼查詢 40
表3.10 CIS所查詢到用戶的資料 40
表3.11 契約種類代號:一位數 41
表3.12 用電種類代號:一位數 41
表4.1 不同類型分歧可能的連接組合 58
表4.2 兩個分歧線的相序電流 63
表5.1 饋線GV52原始架構所算出的24小時饋線口之電流值 74
表5.2 饋線GV52利用8 PM的最佳換相結構所算出的24小時
饋線口之電流值 75
表5.3 饋線GV52的主幹線和分歧線之節點所在的層級 76
表5.4 提出演算法對饋線GV52所建議的換相 77
表5.5 執行換相前和換相後,以及轉供前和轉供後,其饋線口
三相電流的不平衡率和中性線電流 80
表5.6 啟示性搜尋法和MIP法求解最佳換相之性能比較 81
參考文獻
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