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研究生:洪宇辰
研究生(外文):Yu-Chen Hung
論文名稱:考慮年日照量曲線於大型光伏發電系統裝置容量最佳化之研究
論文名稱(外文):Optimization of Photovoltaic Penetration in Distribution Systems Considering Annual Duration Curve of Solar Irradiation
指導教授:林嘉宏林嘉宏引用關係
指導教授(外文):Chia-Hung Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
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
畢業學年度:100
語文別:中文
中文關鍵詞:光伏淨現值配電型太陽能補償器太陽日照量滲透率回收年限
外文關鍵詞:photovoltaicNet present valuePayback year
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本文分別使用兩種電壓控制策略,來提升配電饋線的光伏發電系統滲透率。其一是削減有效功率,在太陽能發電期間減少發電量注入饋線,而不使用最大功率(MPPT)輸出,避免電壓變動率超過限制;其二是使用配電型同步靜態補償器,在太陽能發電期間,對系統提供適量的虛功補償,防止電壓變動率超過限制,藉以提高其滲透率。根據氣象局提供每小時太陽日照量和溫度資料推估太陽能發電量,並執行三相電力潮流分析,在不會超過電壓變動率之限制下,求解注入責任分界點之最大太陽能發電量;在生命週期內以光伏發電系統之運轉與維護成本和投資成本推導系統之回收年限及內部報酬率,求解最佳淨現值。藉由本論文所提出的電壓控制策略,求解光伏發電系統的最佳裝置容量,以獲得最佳成本效益。
This paper discusses the use of an active power curtailment strategy to reduce PV power injection during peak solar irradiation to prevent voltage violation so that the PV penetration level of a distribution feeder can be increased to fully utilize solar energy. The study also investigates the use of a distribution static compensator (DSTATCOM), which provides reactive power compensation for system voltage control during peak solar irradiation in order to increase the PV installation capacity of a distribution feeder without causing voltage violation problem. The PV power generation is simulated according to the hourly solar irradiation and temperature data provided by the Taiwan Weather Bureau. The voltage variation at the point of common coupling (PCC) is also derived by executing the 3-φ load flow analysis to investigate the maximum PV power injection without causing a voltage violation problem. When using the proposed voltage control scheme for limiting PV power injection into the study distribution feeder during high solar irradiation periods, the total power generation and the total energy delivered by the PV system over a 1-year period are determined according to annual duration of solar irradiation. The annual cash flow from sales of PV power, the O&M cost over the system life cycle, and the capital investment in the PV system are then used to calculate the payback years and the net present value (NPV) of the PV project. With the proposed voltage control schemes to perform the partial generation rejection of PV systems and to utilize a DSTATCOM, the optimal installation capacity of PV systems can be determined by maximizing the net present value of the system so that better cost effectiveness of the PV project and better utilization of solar energy can be obtained.
摘要 i
Abstract ii
致謝 iv
目錄 v
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 研究概要與章節簡述 2
第二章 光伏發電系統介紹 5
2.1 光伏發電發展沿革與趨勢 5
2.2 光伏發電原理 11
2.3 光伏發電模組 14
2.4 光伏發電系統種類 20
2.5 運用迴歸分析預測最大輸出功率 24
第三章 大型光伏發電系統裝置容量最佳化 28
3.1 前言 28
3.2 光伏發電併接於配電系統的規範 28
3.3 光伏發電對配電系統的衝擊分析項目 32
3.4 Inverter電壓控制策略 35
3.5 DSTATCOM電壓控制策略 39
第四章 成本效益分析介紹 43
4.1前言 43
4.2成本效益分析方法 43
4.3再生能源躉購費率 54
第五章 光伏發電對配電系統的衝擊分析及成本效益分析案例 57
5.1前言 57
5.2 配電系統架構簡介 57
5.3 測試光伏發電系統最佳裝置容量分析 59
5.4 應用Inverter電壓控制策略於光伏發電系統 61
5.4.1 應用Inverter控制策略之光伏發電系統滲透率最佳化 61
5.4.2 應用Inverter控制策略之光伏發電系統投資成本效益分析 63
5.5 應用DSTATCOM電壓控制策略於光伏發電系統 66
5.5.1 應用DSTATCOM之光伏發電系統滲透率最佳化 66
5.5.2 應用DSTATCOM之光伏發電系統投資成本效益分析 69
第六章 結論及未來研究方向 71
6.1 結論 71
6.2 未來研究方向 72
參考文獻 73
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