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研究生:邱俊賢
研究生(外文):Chun -Hsien Chiu
論文名稱:混合式再生能源規劃
論文名稱(外文):Planning of Hybrid Renewable Energy System
指導教授:凌拯民
指導教授(外文):Jeeng-Min Ling
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:124
中文關鍵詞:太陽能-風力混合發電系統規劃風機功率曲線可靠度分析最佳容量配置
外文關鍵詞:Planning of hybrid wind/photovoltaic energy systempower curve of wind turbinereliability analysisoptimal capacity allocation
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本論文探討獨立式太陽能-風力混合式供電系統之最佳容量規劃問題,利用基因演算法在考慮了系統裝置成本及運轉可靠度後進行最佳化。在不同程度之缺電時數可靠度下,求解太陽能板、風力發電機組與蓄電池儲能系統的最佳容量配置。從中央氣象局取得2008年28個局屬氣象站的逐時風速、輻射量及溫度,利用20種不同容量之微小型風力發電機組與太陽能板進行模擬測試,可規劃出太陽能-風力混合式供電系統在不同地區的最佳配置狀況。不同缺電可靠度如何影響最佳容量配置形式,亦將在本論文中有詳細模擬測試及討論。
本研究利用基因演算法求解混合式在生能源發電系統之最佳容量配置解。執行前必須使用耦合函數,求解混合式再生能源發電系統在不同容量配置下之缺電時數限制函數。分析結果顯示,缺電時數取樣點與所求限制函數間之耦合誤差由小至大依序為Gaussian、Exponential、Fourier及Polynomial函數。最佳容量規劃結果顯示,如欲在台灣二十八個氣象站週圍架設混合式再生能源發電系統,以彭佳嶼氣象站的架設成本最佳,主要原因是此區的風速及日輻射量皆不差且互補特性在臺灣是最好的。
This thesis presents optimal planning problem for a stand-alone hybrid wind/photovoltaic energy system after considering the system installed cost and reliability constraint. The genetic algorithm (GA) searching method was used to investigate the optimal sizing details during the process of optimization. For different lost of load hours (LOLH) per year, the optimal allocation of photovoltaic array, wind turbine generator and battery bank can be attained. The hourly average meteorological data for wind speed, solar radiation on the horizontal surface and ambient air temperature data from the Central Weather Bureau of Taiwan at 28 sites in the year of 2008 were used to simulate the characteristics of optimal capacity of renewable system. The impacts of LOLH variations to the optimal sizing are detailed investigated and analyzed.
The genetic algorithm (GA) searching method was used to final the global solution of optimal allocation. The constrained reliability function are approached by the curve fitting technique, and the best matching function occurs at Gaussian function, Exponential function, Fourier function and Polynomial function in sequence. Results show the best site among 28 testing weather stations for a hybrid renewable system operation is Pengjiayu. Well complementary characteristics of wind turbine and solar generation results to Pengjiayu is the best site among 28 testing weather stations for operating a hybrid renewable system.
摘要
英文摘要
致謝
目次
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
1.2 研究目的
1.3 研究方法
1.4 論文架構以及內容概述
第二章 太陽能與風力發電特性
2.1 風的特性
2.1.1 風速高度修正模式
2.2 風力發電機原理
2.2.1 風力發電機的分類
2.2.2 風力發電機的特性
2.3 太陽光伏電池
2.3.1 太陽能電池光電原理
2.3.2 太陽能光伏電池分類
2.4 太陽能-風力複合式發電系統架構
2.4.1 電瓶模型
2.4.2 獨力式風力發電系統分析
第三章 太陽能-風力混合式系統可靠度以及最佳化分析
3.1 太陽能-風力混合式系統可靠度
3.2太陽能-風力混合式系統可靠度分析
3.2.1 負載模型
3.3 制條件之最佳曲線耦合
3.4 基因演算法
3.4.1 基因演算法之運算過程
第四章 太陽能-風力發電可靠度分析測試
4.1.1 系統測試資料
4.1.2 太陽能板規格
4.1.3 風力-太陽能混合發電合成容量配置
4.2 二十八地區太陽-風力測試數據
4.2.1 台灣北部地區太陽能-風力發電量分析
4.2.2 台灣中部地區太陽能-風力發電量分析
4.2.3 台灣南部地區太陽能-風力發電量分析
4.2.4 台灣東部地區太陽能-風力發電量分析
4.2.5 台灣外島地區太陽能-風力發電量分析
4.3 太陽能-風力發電系統可靠度模擬測試
4.4 缺電時數曲線圖
4.5 探討最佳容量出現負值之原因
4.5.1 探討LOLH的最佳耦合函數
4.6 Polynomial、Gaussian、Fourier、Exponential 四種函數分析
第五章 太陽能-風力混合式發電系統之最佳容量規劃
5.1.1 最佳容量規劃之耦合度分析
5.1.2 最佳容量規劃之負載容量匹配
5.2 台灣二十八地區最佳容量變化之分析
5.2.1 台灣北部地區容量規劃
5.2.2 台灣中部地區容量規劃
5.2.3 台灣南部地區容量規劃
5.2.4 台灣東部地區容量規劃
5.2.5 台灣外島地區容量規劃
5.3 互補特性
5.4 實際案例測試
第六章 結論
參考文獻
參考文獻

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[22 ] 統力電池,http://www.zyibattery.com/industry_c.htm
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