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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張維修
研究生(外文):Wei-Hsiu Chang
論文名稱:併網型風-儲系統之電池儲能系統容量評估
論文名稱(外文):Assessment of Capacity of Battery Energy Storage System for Grid-interconnected Wind-Storage System
指導教授:陳在相陳在相引用關係
指導教授(外文):Tsai-Hsiang Chen
口試委員:陳在相
口試委員(外文):Tsai-Hsiang Chen
口試日期:2015-07-17
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:117
中文關鍵詞:併網型風-儲系統風力發電系統電網級儲能系統設置容量評估再生能源滲透率
外文關鍵詞:grid-interconnected wind-storage systemwind generation systemgrid-level storage systemassessment of installed capacitypenetration of renewable energy
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本論文旨在評估併網型風-儲系統之電池儲能系統容量。選定適切電池儲能系統容量為建構風-儲系統之基本課題,因此,充分掌握影響併網型風-儲系統之電池儲能系統容量之主要因子至為重要,方能據以提出妥適且實用的容量評估方法,並藉以選定適切電池儲能系統容量,使併網型風-儲系統能安全、穩定運轉,有效抑低風力發電機間歇性發電對電網的衝擊,進而可大幅度提升風力發電系統的滲透率,營造永續能源政策的有利環境。
首先,彙整現行國內外風-儲系統之發展趨勢與併網規範,作為本論文研究之參考與立論基礎。接續,藉由商用套裝模擬軟體MATLAB/Simulink建立配電系統主要元件數學模型,且開發一套精確配電系統分析程式,藉以搭配最佳化分析軟體OPTIMUS,進行系統因子對風-儲系統併網容量之影響分析,從中找出影響較大之因子,俾進行整合性影響之模擬與分析。所提出之電池儲能系統容量評估方法,可產出簡明之圖表,藉此對運轉狀態具不確定性之發電系統,可迅速評估其電池儲能系統之安全設置容量;而對於可調度型發電系統,則可評估其電池儲能系統之最適設置容量。研究結果可供風-儲系統規劃、設計及運轉時之參考與應用。
This study aims to assess the capacity of battery energy storage system (BESS) for grid-interconnected wind-storage system. Selecting the suitable capacity of BESS is the basic issue for constructing the wind-storage system. Therefore, it is essential to completely grasp the main factors about influencing the capacity of BESS for grid-interconnected wind-storage system. Bringing up the proper and practical assessment method of capacity and selecting the suitable capacity of BESS make grid-interconnected wind-storage system operate safely and stably. It can effectively suppress the impact on the grid caused by the intermittent generation of wind turbines and greatly enhance the penetration of wind power generation system. Thus, it can create an advantageous environment for sustainable energy policy.
First of all, this study integrates and explores the framework of the current trends of wind-storage system and regulations of grid domestically and abroad, which can serve as the reference and foundation for this research. Besides, this study adopts the commercial software - MATLAB/Simulink to establish the mathematical model of major components for distributed system and develop a set of accurate analytical program for distributed system. In addition, the simulation integrates with optimal analytical software – OPTIMUS to facilitate that the system factors impact the installed capacity of wind-storage system. We can obtain the more sensitive system factors from the simulation to facilitate the analysis and simulation of comprehensive influence. The assessment method of capacity of BESS which this study brings up can produce succinct chart. It can quickly assess the safe installed capacity of BESS for the uncertain generation system while the most suitable installed capacity of BESS for the dispatchable generation system. The research results can serve as the reference and application for planning, designing and operating of grid-interconnected wind-storage system.
中文摘要
Abstract
致謝
目錄
圖表索引
第一章 緒論
1.1 研究背景與動機
1.2 研究方法與步驟
1.3 文獻探討
1.4 研究貢獻
1.5 論文架構
第二章 併網型風-儲系統之介紹
2.1 前言
2.2 併網型風-儲系統之現況與發展趨勢
2.3 併網型風-儲系統併網規範中有關電壓變動管制部分
2.4 併網型風-儲系統之示範運行計畫
2.5 結語
第三章 配電系統元件數學模型之介紹與應用
3.1 前言
3.2 範例配電系統架構規劃與設計
3.3 配電系統元件數學模型
3.3.1 供電源
3.3.2 配電變壓器
3.3.3 饋線
3.3.4 負載、風-儲系統
3.4 配電系統元件模型建構
3.5 結語
第四章 風-儲系統併網於典型配電系統上之容量評析及應用
4.1 前言
4.2 問題描述
4.2.1 目標式與限制式
4.2.2 風-儲系統協調控制策略
4.2.3 求解流程
4.3 典型配電系統
4.4 個別系統因子對風-儲系統併網容量之影響分析
4.4.1 系統短路容量
4.4.2 主變壓器百分阻抗值
4.4.3 饋線導體規格
4.4.4 饋線長度
4.4.5 標的饋線集總負載量
4.4.6 負載功率因數
4.4.7 負載不平衡率
4.4.8 負載分布
4.4.9 其它饋線集總負載量
4.4.10 饋線電壓等級
4.4.11 電壓變動率規範值
4.4.12 綜合評析
4.5 系統因子對風-儲系統併網容量之評估
4.5.1 電池儲能系統安全設置容量之評估
4.5.2 電池儲能系統最適設置容量之評估
4.6 結語
第五章 併網型風-儲系統於範例系統上之應用研究
5.1 前言
5.2 範例系統
5.3 模擬結果
5.4 結語
第六章 結論與未來研究方向
6.1 結論
6.2 未來研究方向
參考文獻
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