本論文應用台電公司建置完成之配電圖資管理系統(Distribution Mapping Management System，DMMS)，自動產生饋線架構模型與執行三相負載潮流分析之輸入資料，以支援太陽光電系統衝擊分析。首先，透過DMMS資料庫擷取相關電氣設備資料，藉由拓樸分析與節點減量並整合再生能源管理系統(Renewable Energy Management System，REMS)建立簡化配電饋線網路模型，且根據氣象局提供每小時太陽日照量與溫度資料推估出太陽光電發電量，執行三相潮流分析，計算各責任分界點之電壓，推導饋線之太陽光電系統最大併接容量。
本論文參考國外電壓控制亦將針對智慧型變流器提出三種控制策略，以抑制電壓過高問題，其一為實功削減控制模式，在太陽能發電期間減少發電量注入饋線，避免電壓超過1.05(p.u)之限制；其二為根據實功輸出調控功率因數模式，在不超過容量之限制下，調整變流器功因，讓電壓維持在限制值內，達到改善電力品質效果，以提高低壓太陽光電系統併網容量，其三為根據電壓輸出調控虛功模式，當電壓超出限制時，可依據當時所偵測到之電壓最高值，進一步推導虛功補償量，進而降低電壓過高問題。本論文將分析所提出之三種控制策略，以減少DG併網對配電系統之衝擊，以確保未來台電配電系統在導入大量再生能源發電系統，仍能有效執行供電品質。

This thesis investigates the distribution feeder impact and control strategies of PV systems. The distribution feeder network was obtained by retrieving the connectivity table and attribute data of distribution components from the database of Distribution Mapping Management System (DMMS). 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 three-phase load flow analysis to investigate the maximum PV installation capacity .
In this study, three strategies for controlling a smart converter is proposed to prevent overvoltage problem due to much power injection of PV system. The first strategy was to employ the active power curtailment. During solar energy generation, the amount of electricity injected into a distribution feeder should be reduced to prevent voltage from exceeding 1.05 pu. The second strategy was to regulate the power factor according to the active power output of PVsystem; within the rated limits, the power factor of a converter was adjusted to maintain the voltage within certain limits to improve the system power quality, and to enhance the low-voltage grid capacity of a photovoltaics system. The third strategy was to regulate the reactive power output of Smart Inverter according to voltage output. When the voltage exceeds certain the specified limits, the amount of reactive power compensation can be output generated according to the allowable maximum voltage. to prevent overvoltage due to high penetration PV system.
To assist the distribution system operation for feeders, the impact of voltage variation due to high penetration PV system is analyzed. The control strategy of PV smart inverters is proposed to mitigate the impact of renewable energy mtegration.

目 錄
摘要 i
Abstract ii
誌 謝 iv
目 錄 v
圖 目 錄 viii
表 目 錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及目的 1
1.2 研究方法與步驟 4
1.3 論文章節概要 5
第二章 太陽光電系統介紹 8
2.1 前言 8
2.2 太陽光電發電原理 8
2.3 太陽光電發電系統種類 12
2.4 太陽能電池種類 17
2.5 高雄、雲林地區太陽光發電量分析 19
2.6 再生能源躉購費率 23
第三章 太陽光電配電饋線之網路模型與三相潮流分析 27
3.1 前言 27
3.2拓樸分析 29
3.3饋線節點減量 29
3.4 三相負載潮流分析 31
3.5 三相負載潮流分析步驟及範例說明 33
3.6 再生能源發電系統規範 36
第四章 太陽光電系統之電壓控制策略 41
4.1 前言 41
4.2 實功削減控制模式 41
4.3根據實功輸出調控功率因數模式(Cosφ(P)) 43
4.4根據電壓輸出調控虛功模式(Q(V)) 44
4.5智慧變流器實虛功調控模式 45
4.6 智慧型變流器削減實功與虛功補償之控制模式分析 52
4.6.1 事例1A 53
4.6.2 事例1B 57
第五章 路竹微電網系統衝擊案例分析 61
5.1 前言 61
5.2 路竹微電網簡介 61
5.2.1供電方式 61
5.2.2 引接方式 62
5.3 路竹微電網系統衝擊分析案例 63
5.3.1案例一說明 63
5.3.2 事例1A(Base Case) 67
5.3.3 事例1B(主幹線末端高壓併接點) 69
5.4案例二:加入智慧變流器 70
5.4.1 事例2A(功率因數1.0) 73
5.4.2 事例2B(功率因數0.99) 74
5.4.3 事例2C(功率因數0.95) 76
5.4.4 PV變流器功率因數調控對滲透率之影響 78
第六章 雲林智慧變流器功率因數調控實測與模擬分析 79
6.1 前言 79
6.2 案例一:雲林XH29低壓太陽光電實測與系統衝擊分析 80
6.2.1 事例1A(PV發電162.8 kW、變流器功率因數=1.0) 84
6.2.2 事例1B (PV發電160.7 kW、變流器功率因數=0.90落後) 86
6.2.3 案例一結論 88
6.3 案例二:雲林XD27高壓太陽光電實測與系統衝擊分析 89
6.3.1 事例2A(PV發電335.4 kW、變流器功率因數=1.0) 93
6.3.2 事例2B(PV發電344.5 kW、變流器功率因數=0.96落後) 95
6.3.3 案例二結論 97
第七章 結論與未來研究方向 98
7.1 結論 98
7.2 未來研究方向 100
參考文獻 102

參考文獻
[1]經濟部能源局-陽光屋頂百萬座，http://mrpv.org.tw/
[2]經濟部能源局-能源統計月報，http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/web_book/WebReports.aspx?book= M_CH&menu_id=142
[3]BenQ Solar-太陽能的光電原理，http://www.benqsolar.com/?sn=1222&lang=zh-TW
[4]節能屋能源科技有限公司，
http://www.ecolohas.com.tw/front/bin/ptlist.phtml?Category=100021
[5]張榮傑-太陽能電池種類與應用，
http://forum.netcontrol.tw/viewtopic.php?f=62&t=10810#p11105
[6]馮垛生，太陽能發電原理與應用，五南圖書出版公司，2009年。
[7]莊嘉琛，太陽能工程-太陽能電池篇，全華科技圖書公司，2008年。
[8]經濟部能源局太陽光電資訊網-太陽光電發電系統種類，
http://solarpv.itri.org.tw/page3.html
[9]何孟穎、施宇承、陳婉如，“2012年太陽光電市場與產業技術發展年鑑”
[10]中央氣象局-觀測資料查詢系統，
http://e-service.cwb.gov.tw/HistoryDataQuery/index.jsp
[11]中央氣象局，http://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm
[12]經濟部能源局-中華民國一百零五年度再生能源電能躉購費率及其計算公式，http://web3.moeaboe.gov.tw/ecw/populace/Law/Content.aspx?menu_id=2977
[13]陳朝順、林嘉宏、許振廷，“擴大配電規劃需求功能整合應用研究”，完成報告，台灣電力公司，民國104年9月。
[14]Hsieh, W.L. Lin, C.H. Chen, C.S. Hsu,C.T. Ku,T.T. Tsai,C.T. Ho,C.Y. "Impact of PV Generation to Voltage Variation and Power Losses of Distribution Systems," The Fourth International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies (DRPT 2011), July 6-9 2011, Weihai, Shandong, China.
[15]台灣電力公司-再生能源發電系統併聯技術要點，民國105年2月。
[16]謝維霖，“應用配電圖資管理系統支援太陽光電系統衝擊分析與控制之研究”，博士論文，國立高雄應用科技大學，民國103年6月。
[17]Yoshida, K.; Kouchi, K.; Nakanishi, Y.; Ota, H.; Yokoyama, R., “Centralized control of clustered PV generations for loss minimization and power quality”, IEEE Power and Energy Society General MeetingConversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, pp. 1- 6, July 2008.
[18]Conti, S.; Greco, A.M.; Messina, N.; Raiti, S., “Local voltage regulation in LV distribution networks with PV distributed generation”, International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, pp. 519-524, May 2006.
[19]Tonkoski, R. L.A.C. Lopes, and T.H.M. El-Fouly, "Coordinated Active Power Curtailment of Grid Connected PV Inverters for Overvoltage Prevention," IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol.2, no.2, pp.139-147, April 2011
[20]楊士賢，“太陽能逆變器之非集中式電壓解耦控制以抑制配電系統之壓升”，碩士論文，國立中山大學，民國103年2月。
[21]Erhan Demirok, Pablo Casado Gonz´alez, Kenn H. B. Frederiksen, Dezso Sera, Pedro Rodriguez, and Remus Teodorescu, “Local reactive power control methods for overvoltage prevention of distributed solar inverters in low-voltage grids,” in IEEE Journal of Photovoltaics, Volume 1, Issue 2, Dec. 2011, pp. 174-182.
[22]Backes, J. Schorn, C. Basse, H. “Cost-efficient integration of dispersed generation using voltage dependent reactive power control,” CIRED Workshop, Lyon, 2010.
[23]Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz - Technische Mindestanforderungen fur Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz (Generators connected to the low-voltage distribution network-Technical requirements for the connection to and parallel operation with low-voltage distribution networks), VDE-AR-N 4105, Aug. 2011.
[24]Technical Guideline on Power Generation Systems on Medium Voltage Networks----Guideline for Connection and Parallel Operation of Generating Plants to Medium Voltage Network, Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V., Berlin, Germany, 2008.
[25]Demirok, E. Casado Gonz´alez, P. K.H.B. Frederiksen, D. Sera, Rodriguez, P. Teodorescu, R. "Local Reactive Power Control Methods for Overvoltage Prevention of Distributed Solar Inverters in Low-Voltage Grids," IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 1, no. 2, pp. 174-182, Dec. 2011.
[26]M. Braun, T. Stetz, T. Reimann, B. Valov, and G. Arnold, “Optimal reactive power supply in distribution networks—Technological and economic assessment for PV systems,” presented at the 24th Eur. Photovoltaic Solar Energy Conf., Hamburg, Germany, Sep. 2009.
[27]Braun, M. “Reactive power supply by distributed generators,” in Proc. IEEE Power Energy Soc. Gen. Meet.—Convers. Del. Electr. Energy 21st Century, Jul. 2008, pp. 1–8.
[28]Backes, J. Schorn ,C. and Basse, H. “Cost-efficient integration of dispersed generation using voltage dependent reactive power control,” presented at the CIRED Workshop, Lyon, France, 2010.