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研究生:張慶南
研究生(外文):Chang ching-Nan
論文名稱:澎湖電力系統運轉特性之研究
論文名稱(外文):A Study of Operating Characteristics of PENG-HU Power System
指導教授:吳瑞南吳瑞南引用關係
指導教授(外文):Ruay-Nan, Wu
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電機工程系
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:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:調速機下降特性定速特性電力暫態分析軟體暫態穩定度
外文關鍵詞:GeneratorDroopIsochronousETAPTransient Stability
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澎湖群島是台灣主要離島之一,台灣電力公司為充分供給澎湖群島的電力需求,先後完成尖山發電廠一、二期工程,共設置十二部柴油引擎發電機組。同時為有效開發澎湖地區風力資源,先後安裝了八部600kW風力發電機組併入系統,使澎湖電力系統成為台灣地區除本島電網外最大的孤島型電力系統。本論文利用電力暫態分析軟體(Electrical Transient Analysis Program, ETAP)模擬澎湖電力系統之運轉狀態,探討的內容包括發電機組之調速機特性與其負載分配、發電機跳脫對電力系統頻率之影響、故障電流分析及電力系統暫態穩定度分析等問題。經由本論文之模擬及分析,可提供澎湖電力系統運轉特性、運轉條件限制及發電機組運轉排程,並可減少卸載停電區域或發生電力系統不必要的跳脫事件。
Peng-Hu Islands are the major islands of Taiwan. For the sufficient supply of power, Taipower company has finished the first and second stages of Jian-Shan power plant engineering and total twelve diesel-electric generators are set up. In order to exploit the resource of wind power efficiently at the same time, eight sets of 600 kW wind farm are merged into the system such that the power system in Peng-Hu Islands becomes the largest one of isolated island power systems except for Taiwan.
The aim of this thesis is to simulate and analyze the operating situation of Peng-Hu Islands power system by the Electrical Transient Analysis Program (ETAP). The characteristics and load distribution of the governor for generator set, effects on the frequency of power system when generators outage, analyses of short-circuit current and transient stability of power system are discussed here. Through the simulations and analyses, the operating situations, limits of operation and the best operating schedule of generator sets are explored. By the best operating schedule, the area of outage due to load shedding or the unnecessary event that power system blackout can be reduced.
中文摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目 錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及現況 1
1.2 研究目的與方法 2
1.3 章節安排 5
第二章 澎湖電力系統簡介 6
2.1 澎湖電力系統的架構 6
2.2 構成澎湖電力系統之單元及其參數 7
2.2.1 發電機及其參數 8
2.2.2 激磁系統 10
2.2.3 調速機系統 13
2.2.4 澎湖電力系統輸、配變電設備 14
2.2.5 澎湖電力系統負載成長及卸載方案 16
第三章 軟體簡介及理論分析 19
3.1 軟體簡介 19
3.2 短路故障電流分析 20
3.2.1 對稱成份短路故障分析 21
3.2.2 ANSI/IEEE計算故障電流的模式 23
3.3 暫態穩定度分析 26
第四章 發電機速度控制與負載分配 31
4.1 同步發電機基本控制原理 31
4.2 調速機的特性 32
4.2.1 調速機的下降特性 33
4.2.2 調速機的定速特性 35
4.3 不同調速機特性的負載分配 36
第五章 案例模擬分析與檢討 41
5.1 調速機模型建立 41
5.1.1 利用Simulink®建立調速機UDM動態模組 41
5.1.2 調速機UDM動態模組單機測試 42
5.2 調速機模型響應與系統實際測試之比較 44
5.2.1 發電機組出力變化之比較 52
5.2.2 頻率變化之比較 53
5.3 澎湖電力系統發電機組運轉案例之研究 54
5.3.1 澎湖電力系統發電機組運轉限制與特性 54
5.3.2 澎湖電力系統發電機組運轉排程 62
5.4 故障對電力系統影響之研究 66
5.4.1 故障電流之模擬 66
5.4.2 饋線跳脫與復閉之頻率響應模擬 67
5.4.3 暫態穩定度之模擬 69
第六章 結論及未來研究方向 75
6.1 結論 75
6.2 未來研究方向 76
參考文獻 78
作者簡介 81
[1]「澎湖本島電力系統分析研究報告」,台灣電力公司,11,2002。
[2]Chee-Mun Ong “Dynamic Simulation of Electric Machinery”, Prentice Hall PTR Prentice-Hall, Inc., 1998.
[3]台北鋼鐵股份有限公司,「尖山發電計畫第一期工程第M1標竣工試驗報告」,民國九十年。
[4]大同股份有限公司,「尖山發電計畫第二期工程第M1標竣工試驗報告」,民國九十三年。
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[6]劉傳聖,「激磁系統參數確認與電力系統動態穩定度改善之研究」,博士論文,國立臺灣大學電機工程學系, 1995。
[7]吳世傑,「澎湖電力系統低頻卸載與高頻跳機保護策略分析」,碩士論文,大同大學電機工程學研究所,台北,2003。
[8]陳在相、吳瑞南、張宏展譯,「電力系統分析」,東華書局股份有限公司,2001年2月。
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[12]薛小生、黃郁東著,「工業配電」,大中國圖書公司,民國79年7月。
[13]P. Kundur, Power System Stability and Control, New York: McGraw-Hill, 1994.
[14]林水秀,「電力系統的動態和小信號穩定度」,電機月刊,第十二卷,第三期,2002,第266-276頁。
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[16]蕭裕倉,「發電系統穩定度」初稿 ,財團法人中興工程顧問社,研究論文,民國九十年。
[17]蔡培德,「利用特徵值法探討負載特性對電力系統勵磁機之影響」,碩士學位論文,國立台北科技大學電機工程學系,民國九十一年。
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[22]Louis N. Hannett and B. Fardanesh, “ Field Tests to Validate Hydro Turbine- Governor Model Structure and Parameters, ”IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 9, No.1, pp.1744-1751, November, 1994.
[23]G. Roger Berube and Les M. Haiagos, “Modeling Based on Field Tests of Turbine/Governor System, ”IEEE Transaction on Power System, Vol. 10, No.1, pp.567-573, February, 1998.
[24]吳駖著,「MATLAB 6.X 與基礎自動控制」,文魁資訊股份有限公司,2003年11月。
[25]台北鋼鐵股份有限公司,「尖山發電計畫第一期工程第M1標操作維護手冊」,民國九十年。
[26]大同股份有限公司,「尖山發電計畫第二期工程第M1標操作維護手冊」,民國九十三年。
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