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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:郭誌原
研究生(外文):Zhi-Yuan Kuo
論文名稱:風力發電與電力系統倂聯影響研究
論文名稱(外文):A Study on the Impacts of Grid Connection Wind Power Generations
指導教授:盧展南盧展南引用關係
指導教授(外文):Chan-Nan Lu
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:104
中文關鍵詞:風力發電蒙地卡羅法模擬
外文關鍵詞:Wind power generationsMonte Carlo simulation
相關次數:
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風力發電對電力系統的運轉會產生一定程度的影響,當風力發電系統成為整體系統的一部份時,原有系統的設計及運轉方式將需適度的調整。由於風力發電的加入,其改變了原有電力潮流方向也因此改變了線路電壓的分佈情況,許多運轉上的問題如人員安全因素、保護協調、電壓和頻率控制均需加以考慮,以了解某地區適合裝機之容量。本文之目的為探討風力發電倂接於配電系統時,對系統造成之影響衝擊。由於風力發電機之出力情形隨風速大小而改變,為瞭解其併入電力系統時之影響,本論文以蒙地卡羅法模擬技術來模擬風機時變發電量及配電網路負載變化,並對過電壓、低電壓及饋線損失等可能的系統穩態衝擊項目進行分析。測試結果顯示當風機加入配電系統時,不但可減少系統發生低電壓的機會,將有效減少饋線損失。本論文所建立之模擬分析模式可作為電力公司未來新增或裝設風力發電之參考。
Wind power generations have increased impacts on the electric utility power systems. When the wind power is placed into service in an electric system, it becomes a functioning part of the system, which may require other design changes to the system and special practices to integrate it to the system. The presence of the wind power generation units will directly affect voltage profiles along a feeder by changing the direction and magnitude of active/reactive power flows. A number of coordination issues including safety issue, protection, voltages and frequency control presently require study in order to understand technical limits to the penetration of wind power or distributed generation on a given system. The aim of this thesis is to investigate the impacts of wind generators connected to a distribution system. To take load uncertainty and wind power generation uncertainty due to wind speed variation in the analysis, Monte Carlo simulation technique is used. A number of cases are tested to assess the impacts of wind power generations in various scenarios for the studied network. Test results have shown that the when wind power generators are connected to distribution network, it would not only reduce the probability of occurrence of undervoltage but also decrease the feeder losses. The analytical models proposed in this thesis can provide the utility useful information in placing the wind power generators.
中文摘要-----------------------------------------------------------------------I
英文摘要----------------------------------------------------------------------II
目錄---------------------------------------------------------------------------III
圖目錄------------------------------------------------------------------------VI
表目錄-------------------------------------------------------------------------X
第一章 緒論-----------------------------------------------------------------1
1-1 研究動機與背景------------------------------------------------------1
1-2 相關研究概況---------------------------------------------------------2
1-3 論文綱要---------------------------------------------------------------5
第二章 風力發電之原理、機組架構及其對系統所造成之影響-------6
2-1 風力發電之發展現況------------------------------------------------6
2-2 風力發電之原理-----------------------------------------------------11
2-3 風力機之種類與特性-----------------------------------------------12
2-4 風能和電能之轉換關係--------------------------------------------19
2-5 風機倂聯對電力系統所造成之衝擊-----------------------------20
2-6 風力機組併聯之相關標準-----------------------------------------25
2-7 IEEE 建議之風力發電站與運轉規範---------------------------32
第三章 風力發電之系統穩態衝擊模擬分析--------------------------38
3-1 電壓變動之簡單評估方式-----------------------------------------38
3-2 短路電流之簡單評估方式-----------------------------------------41
3-3 整合風力發電機於電力負載潮流分析--------------------------43
3-3-1 負載潮流的分析方法--------------------------------------------44
3-3-2 風力發電系統的模型--------------------------------------------45
3-4 短路故障電流之計算-----------------------------------------------47
3-4-1 短路故障分析-----------------------------------------------------47
3-4-2 分析方法-----------------------------------------------------------47
3-5 利用蒙地卡羅法模擬時變負載和發電量對配電系統之影響48
3-6 風機在連續運轉及切換運轉狀態下Pst、Plt的估計方法-----55
第四章 含風力機組之穩態分析結果與討論--------------------------63
4-1 測試系統及條件-----------------------------------------------------64
4-2 模擬結果比較與討論-----------------------------------------------67
4-2-1 併接點系統強度與電壓變動之關係---------------------------67
4-2-2 風機併接點對系統損失之影響---------------------------------70
4-2-3 風機併接點對故障電流之影響---------------------------------72
4-2-4 風渦輪機在連續運轉及切換運轉狀態下的Pst 、Plt --------76
4-2-5 風機於不同地點最大併接容量之估計------------------------79
4-2-6 蒙地卡羅模擬結果-----------------------------------------------82
第五章 結論及未來研究方向-------------------------------------------98
5-1 結論-------------------------------------------------------------------98
5-2 未來研究方向------------------------------------------------------101
參考文獻--------------------------------------------------------------------102
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[21]盧展南、劉承宗、王醴、鄧人豪、陳野正仁,國立中山大學電機工程研究所,風力發電對系統衝擊影響之研究,2003年台灣電力公司研究計畫, pp.94-pp.95.
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