臺灣博碩士論文加值系統

近年來各國皆重視分散式電源的發展，並研究如何將分散式電源運用至傳統電力系統中，遂發展出利用分散式電源為主要供電來源的微電網系統(Microgrid)，而微電網系統的保護技術一直存在很多問題與挑戰。
本文針對微電網的故障偵測方法，探討國外論文的優缺點，其中以美國CERTS發展的微電網測試報告最為完整。然其係屬480V單點接地系統，不適用於國內380V多重接地系統。因此，必須設計適用於國內380V多重接地系統的保護策略。
本文針對核研所微電網，提出一套可適用於核研所微電網的故障偵測流程，其位準具有隨時間自動調整之特性，藉此達到微電網保護之可擴充性(Scalability)與可調節性(Adapability)。並針對位準進行靈敏度與信賴度檢測，以確認本故障偵測方法的有效性。

In recent years, distributed generation has been valued by various countries, and been studied for addition into the traditional power system. Then distributed generation is put into microgrid, which becomes the main source of microgrid's power supply. However, the protection technology of microgrid has faced considerable amount of challenges.
In this article, we will discuss the advantages and disadvantages of the international papers according to the fault detection methods of microgrid. Among the papers, the microgrid test report which was developed in CERTS of United States is the most complete one. However, it belongs to 480V single-point grounding system, not suitable for 380V multiply-grounded system in Taiwan. Therefore, it is necessary to devise a protection strategy, applicable to the 380V multiply-grounded system.
This thesis will propose a process that suits microgrid fault detection of INER (Institute of Nuclear Energy Research), and it has a characteristic that automatically adjusts the fault detection threshold over time to achieve the scalability and adaptability of microgrid protection. The sensitivity and dependability of threshold are evaluated to ensure the effectiveness of proposed fault detection method.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 研究內容 3
1.3 各章重點 4
第二章 微電網特性及 6
2.1 前言 6
2.2 微電網故障與保護之特性 6
2.3 微電網故障電流特性 8
2.4 CERTS架構及故障偵測方法 8
2.5 CERTS微電網故障偵測方法不適用台灣之理由 11
2.6 本章結論 15
第三章 核研所人工故障試驗 16
3.1 前言 16
3.2 核研所人工故障試驗流程 16
3.2.1試驗說明 16
3.2.2預估之故障電流 20
3.2.3安全規範與影響範圍 21
3.3人工故障試驗結果分析 22
3.3.1微渦輪機故障電流、電壓波形分析 23
3.4 本章結論 25
第四章 核研所微電網保護系統設計 25
4.1 前言 25
4.2核研所微電網故障模擬 26
4.3方向性偵測單元 29
4.4核研所微電網故障偵測流程 31
4.5 本章結論 35
第五章 保護電驛靈敏度與信賴度檢測 36
5.1 靈敏度測試 36
5.2核研所微電網保護設備動作時間設定 38
5.3 信賴度測試 39
5.3.1微電網於市電併聯下之信賴度 39
5.3.2馬達啟動對於故障位準之影響 40
5.4 本章結論 41
第六章 結論與未來研究方向 43
6.1 結論 43
6.2 未來研究方向 44
參考文獻 46



圖目錄
圖2-1 CERTS微電網架構圖 9
圖2-2 480V單點接地系統發生單相接地故障電流迴路 12
圖2-3 380V多重接地系統發生單相接地故障電流迴路 13
圖3-1 微電網試驗場 17
圖3-2 故障位置及儀器量測點 17
圖3-3 人工故障試驗接線示意圖 18
圖3-4 相鄰館舍之相對位置 18
圖3-5 故障電流分流示意圖 20
圖3-6 EN50122標準 21
圖3-7人孔涵洞內人體接觸到電纜遮蔽層 22
圖3-8 試驗第一階段結果:(a)20kW可變電阻;(b)酒精工廠主變壓器接地銅排;(c)遠方20米接地棒;(d) 地電位變化量 23
圖3-9 微渦輪機一次側零序電壓、電流波形 24
圖3-10故障點側電壓、電流波形 24
圖4-1模擬核研所微電網之架構圖 27
圖4-2方向性偵測單元之工作原理:(a)相間短路;(b)接地故障 30
圖4-3 暫態相量波形檢驗視窗圖 33
圖4-4核研所微電網故障偵測流程 34
圖5-1 核研所048館負載 |3V0|2大小分佈圖 37
圖5-2 核研所048館負載 |3I0|2大小分佈圖 37
圖5-3 核研所微電網現行數位電驛與電磁開關位置圖 38
圖5-4 馬達啟動之零序電壓電流波形 40


表目錄
表2-1 CERTS微電網測試平台保護電驛設定值 11
表3-1 分散式電源提供之最大故障電流值(單位:A) 20
表4-1故障點F1之故障電壓、電流分量模擬結果 28
表5-1 核研所微電網保護設備動作時間設定 39

參考文獻
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