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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:楊正申
研究生(外文):JHENG - SHEN YANG
論文名稱:利用OLTC與相移器降低無停電配電饋線負載轉供短時間大電流之方法
論文名稱(外文):Application of OLTC and Phase Shift on Short Duration High Current Analysis and Improvement of Distribution Feeder During Un-Interrupted Load Transferring
指導教授:吳啟瑞吳啟瑞引用關係
指導教授(外文):Chi-Jui Wu
口試委員:吳啟瑞
口試日期:2012-07-25
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:238
中文關鍵詞:電壓控制配電饋線轉供智慧電網
外文關鍵詞:Voltage ControlFeeder Power TransferSmart Grid
相關次數:
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當系統進行調度或維修時,配電饋線有時需實施無停電負載轉供。然而轉供饋線間分屬不同變電所、主變壓器一次側電壓等級、以及饋線負載量大小等因素,有時會造成轉供中短時間大電流,嚴重時饋線保護會動作,使斷路器跳開反造成停電。本論文即針對上述問題,利用電力模擬軟體ETAP、ASPEN、MATLAB來建立配電系統轉供的等效電路模型,並評估轉供的可行性。最後應用OLTC、電容器和相移器於抑制變電所轉供之短時間大電流,也深入分析區域輸電網路電壓分佈分析與改善方法探究SVC應用與影響。本文以板橋-樹德轄區為例,經由模擬結果顯示配電饋線轉供操作過程中的短時間高電流,會造成過電流電驛動作,尤其系統重載時更容易發生電驛跳脫,故建議無停電饋線轉供可選擇在夜間輕載或離峰時間進行或使用調整變壓器有載分接頭(OLTC)位置來調整變壓器二次側電壓大小、利用相移器來改善兩轉供變壓器間的相角差降低轉供前兩變壓器的二次侧電壓差與相角差再進行轉供,達到降低轉供中短時間大電流的效果,並提高供電可靠性。另以花東地區電力系統為模擬案例,結果顯示區域內各變電所電壓值相差甚大,利用SVC較能準確將電壓調整至理想值,且放置於轄區內電壓偏高情形較為嚴重之變電所,且該變電所不為電力網末端,補償效果較佳。
When the system requires reconfiguring or repairing, the load on one distribution feeder needs to be transferred to another feeder without interrupting. However, there are several conditions affecting the successful load transferring of distribution feeders, including type of substation, primary-side voltage of transformer, and loading of feeder. Those conditions will affect the short duration high current during feeder load transferring. If the current is too large, the feeder protection relay will be actuated to trip the circuit breaker and cause power outage. To solve above questions, this thesis will use ETAP, ASPEN, and Matlab to establish the models and study the feasibility of uninterruptable transferring of distribution feeder loads. Finally, the OLTC, capacitor and phase shifter are used to reduce the short durational high current problems. After detailed analysis of regional transmission network voltage distribution, the improvement methods by using SVC is explored.. The Bashi-Shuter area, for example, is selected in simulation to show the high current during the load transferring of distribution feeders. It is suggested to proceed the load transferring in the off-peak hours to avoiding the tripping of feeders. It is adjust the transformer taps position using OLTC to adjust transformer secondary side voltage and to used phase shifters to reduce the phase angle between the two transformers. Then it is to achieve lower short-term high-current effects, and improve supply reliability. In the simulation of the Hualien-Taitung sytem, the results show that the substation voltages in the region are great different, the SVC can tune the voltage to ideal values. The SVC should be placed in the substation with highest voltage rising. It is not suitable to placed in the end of the area.
摘 要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖索引 viii
表索引 xvi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究目標與研究方法 4
1.4 研究成果 7
1.5 論文架構 7
第二章 配電饋線轉供架構 10
2.1 前言 10
2.2 無停電配電饋線負載轉供架構 10
2.3 電力潮流分析 11
2.4 短時間大電流成因 14
2.5 降低短時間大電流的方法 15
第三章 輸配電系統電壓控制方法 16
3.1 區域輸電網路電壓控制 16
3.2 並聯電容器 16
3.3 變壓器有載分接頭(OLTC) 17
3.3.1查表法 17
3.3.2電壓準位法 18
3.3.3 LDC法 19
3.4 變壓器有載分接頭(OLTC)與並聯電容器組合 19
3.5 先進電力電子元件控制設備 20
3.5.1 靜態虛功率補償器(SVC) 20
3.5.2 靜態同步補償器(STATCOM) 22
3.6 RPDC之虛功率監控模式 24
3.7 RPDC之電壓控制模式 27
3.8 台電RPDC電壓與虛功率控制流程 28
第四章 配電饋線負載轉供模擬分析 31
4.1 前言 31
4.2 轉供系統描述與系統參數 31
4.3 參數設定 33
4.3.1 負載參數設定 43
4.3.2 饋線轉供模擬內容 44
4.4 埔墘S/S轉供至社后D/S模擬 46
4.5 江翠S/S轉供至社后D/S模擬 53
4.6 江翠S/S轉供至埔墘S/S模擬 60
4.7 模擬結果討論 67
4.7.1 埔墘S/S轉供至社后D/S數據分析 68
4.7.2 江翠S/S轉供至社后D/S數據分析 71
4.7.3 江翠S/S轉供至埔墘S/S數據分析 74
4.8 饋線轉供建議 76
第五章 傳統電壓控制設備降低轉供中大電流分析 79
5.1 前言 79
5.2利用電容器改善電壓差 79
5.3 調整變壓器有載接頭(OLTC)改善電壓差 89
第六章 利用理想相移器降低轉供中大電流分析 103
6.1 前言 103
6.2 相量量測單元(PMU,Phasor Measurement Unit) 103
6.2.1 GPS簡介 103
6.2.2 基本組成與架構 104
6.2.3 基本應用與簡介 106
6.3 使用理想相移器 107
6.3.1不同參考點間電壓相角差的影響 107
6.4 利用相移器改善轉供變壓器二次側電壓相角差 113
6.5 結合理想相移器與OLTC來降低轉供中電流的模擬與分析 120
6.6 模擬結果討論 131
第七章 利用非理想相移器降低短時間轉供中大電流 133
7.2 使用變壓器組成之相移器 133
7.3 利用變壓器組成之相移器改善轉供中大電流 138
7.4 結合變壓器組成相移器與OLTC改善轉供中大電流 147
7.5 變壓器結合理想變流器組成之相移器 156
7.6 串接變壓器結合理想變流器組成之相移器改善轉供中大電流... 158
7.7 利用串接變壓器結合理想變流器組成之相移器與OLTC來改善轉供中大電流 166
7.8 各種改善方法之比較 174
第八章 其他配電饋線轉供模擬分析 181
8.1 前言 181
8.2 同一轄區主變一次側電壓不同之變電所饋線轉供 182
8.3 不同轄區主變一次側電壓相同之變電所饋線轉供 184
8.4 改善轉供中大電流模擬 186
8.5 各案例改善方法之比較 193
第九章 區域輸電網路電壓分佈探討 197
9.1 前言 197
9.2 花東地區161kV系統架構 198
9.3 花東地區161kV電力系統輸電線路與負載參數 199
9.4 花東地區模擬方法 201
9.5 利用SVC改善過高電壓 203
9.6 較佳放置點與較佳回授點設計 208
第十章 結論與未來方向 214
10.1 結論 214
10.2 未來研究方向 216
附錄A:負載量 217
附錄B:軟體使用 232
參考文獻 233
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