臺灣博碩士論文加值系統

本研究基於實現全方位”工業4.0”智慧科技新理念，致力於精密研發品保機制之建立與綠能科技人才之培育。初期目標為完成一間由宜大電機、宇正科技聯合成立的親產學高精度，符合ISO/IEC 17025規範綠節能「電性測試實驗室」之規劃、建置與軟硬體實現。其次，應用研究團隊自行開發的多功能自動量測系統，整合研製一套「綠節能自動量測系統」，俾對後續綠節能研發系統進行長期監測、擷取、雲存並供後續巨量分析，奠立綠能科技「全面感知」、「物物相聯」的物聯網基石。接著，應用自製的「綠節能自動量測系統」，藉由宇正科技的輔導與協助，分別設計了「太陽光電裝置效能測試」、「電能儲存裝置效能測試」及「逆變器效能測試」三項綠能核心元件試驗，備齊了相應的作業程序書、系統評估書及品質手冊等認證文件，向全國認證基金會正式提出認證申請。本實驗室之品質系統是依據ISO/IEC 17025測試與校正實驗室能力一般要求、TAF運作綱領與共通規範、TAF校正/測試領域特定規範，並遵守TAF相互認可機構MRA (Mutual Recognition Agreement)之協定，來自訂管理標準及技術標準為實驗室活動服務之品質管理及技術規範依據。申請「ISO/IEC 17025電性測試實驗室」認證的初期審查重點為申請機構的資格、資訊表、申請表單文件的齊備，以及與申請機構完成申請內容的確認。訪視評鑑階段的重點為評審委員執行文件審查、現場評鑑、不符合事項的改善確認與提出認可建議。歷經八個多月的認證準備，包含文件撰擬、試驗演練、現場稽核及完成改善，正式通過了TAF實驗室認證。

This thesis is based on the realization of all-round "Industrial 4.0" wisdom of the new concept of science and technology. It is committed to the establishment of precision research and development of quality assurance mechanism and green energy technology personnel training. The initial goal is to complete a planning, construction and hardware and software implementation of a green energy-saving "Electrical Test Laboratory" conforming to the ISO/IEC 17025 standard. Second, it is integrated development of a "Green Energy Automatic Measurement System" from the application of the multi-function automatic measurement system developed by our research team own. It can be follow-up green energy-saving in designing system for long-term monitoring, capture, cloud and for the follow-up huge analysis. Then, using the self-made "Green Energy Automatic Measurement System", we designed the "Solar Photovoltaic Device Performance Test", "Energy Storage Device Performance Test" and "Inverter Performance Test", respectively, through Omnio Technology's counseling and assistance. The project will be submitted to the National Certification Foundation for formal certification applications, such as the corresponding operating procedures, system evaluation books and quality manuals. The quality system of this laboratory is in accordance with ISO/IEC 17025 test and calibration laboratory capabilities in general requirements, TAF operational program and common specifications, TAF calibration/test areas specific specifications, and comply with TAF mutual recognition agency of the agreement. To customize the management standards and technical standards for the laboratory activities of the quality of service management and technical specifications basis. The initial review of the ISO/IEC 17025 Electrical Testing Laboratory certification is based on the eligibility of the applicant organization, the information form, the application form document, and the confirmation of the application with the applicant organization. The focus of the evaluation stage is to confirm the implementation of the document review, site evaluation, non-compliance to confirm the improvement and make recommendations. After more than eight months of certification preparation, including document writing, test exercises, on-site audit and completion of the improvement, formally adopted the TAF laboratory certification.

目錄

摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄…………………………………………………………………………………………..Ⅳ
圖目錄………………………………………………………………………………………..Ⅴ
表目錄………………………………………………………………………………………..Ⅶ
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍 3
1.4 文獻探討 3
第二章 研究方法 7
2.1 親產學高精度「ISO/IEC 17025電性測試實驗室」建置目的 7
2.2 完成「太陽光電雛形系統」之整合與設置 7
2.3 實驗室測試作業程序 10
2.3.1 太陽光電裝置效能測試作業程序 10
2.3.2 電能儲存裝置效能測試作業程序 27
2.3.3 變流器效能測試作業程序........................................................................ 36
2.4 自動量測系統 45
2.5 「電性測試聯合實驗室」TAF認證準備過程 49
第三章 結果與討論 57
3.1 太陽光電板I-V 特性量測之測試結果 57
3.2 鉛酸電池放電性能試驗之測試結果 58
3.3 鉛酸電池充電性能試驗之測試結果 59
3.4 逆變器安規(電氣額定值量測) 60
3.5 電力調節器能源效率測試結果 60
3.6 KEITHLEY 2700自動量測軟體功能 61
3.7 「ISO/IEC 17025電性測試實驗室」認證…………………………………..64
第四章 結論與未來展望 68
參考文獻 69







圖目錄
圖 2.2.1：控制面板接線圖................. ................................................................................ 8
圖 2.2.2：微電網系統架構圖............... 9
圖 2.2.3：「緊急備援電力」微電網系統架構圖..................... 9
圖 2.3.1：實驗室空間之測試環境溫度、溫度監測..................... 10
圖 2.3.2：測試件之相關量測信息資料收集儀器電壓、電流、溫度、,等監測................ 10
圖 2.3.3：待測件之交流電力系統_電性信號監測 11
圖 2.3.4：待測件之直流電力系統_電性信號監測...............................................................11
圖 2.3.5：太陽能板的比較元件太陽能板查核 11
圖 2.3.6：儲能電池_充電器,離峰電力充電用 11
圖 2.3.7：儲能電池_鉛酸電池 12
圖 2.3.8：交流變頻穩壓器實驗室純淨試驗電源提供諧波失真率<2%, 穩壓率<1%, 容量>5瓩 12
圖 2.3.9：資料收集器_應用軟體終端處理機 12
圖 2.3.10：直流電(轉)交流電_變流器 Power Conversion Equipment 12
圖 2.3.11：直流電力能量轉換成交流電力之能量轉換變流器,輸出交流電波形仿正弦波均方根植 13
圖 2.3.12：交流負載 13
圖 2.3.13：MPPT充電控制器控制太陽能最佳充電效率 13
圖 2.3.14：光照度計,監控現場光照度值 13
圖 2.3.15：太陽能板及儲能系統之應用及檢驗方塊圖 15
圖 2.3.16：電流-電壓曲線(I-V曲線).....................................................................................17
圖 2.3.17：日照強度之I-V曲線 18
圖 2.3.18：電子負載四模組並聯使用 19
圖 2.3.19：電子負載八模組並聯使用 19
圖 2.3.20：電性測試實驗室I-V特性曲線量測系統方塊圖 20
圖 2.3.21：電性測試實驗室充電性能試驗系統方塊圖 21
圖 2.3.22：ISO/IEC 17025不確定度數學模式 22
圖 2.3.23：實驗室空間之測試環境溫度、濕度測試 27
圖 2.3.24：測試件之相關量測信息資料收集儀器電壓、電流、溫度、電力、損耗…,等 監測 27
圖 2.3.25：待測件之交流電力系統_電性信號監測 28
圖 2.3.26：待測件之直流電力系統電性信號監測 28
圖 2.3.27：儲能電池_充電器,離峰電力充電用 28
圖 2.3.28：儲能電池_鉛酸電池…………………………………………………………….28
圖 2.3.29：交流電頻穩壓器實驗室純淨試驗電源提供諧波失真率<2%,穩壓率<1%, 容量>5瓩 29
圖 2.3.30：資料收集器_應用軟體終端處理機 29
圖 2.3.31：直流電(轉)交流電_變流器 ………………………………………………… 29
圖 2.3.32：直流電力能量轉換成交流電力之能量轉換變流器,輸出交流電波形仿正弦波均方根值 29
圖 2.3.33：交流負載 30
圖 2.3.34：MPPT 充電控制器控制太陽能最佳充電效率 30
圖 2.3.35：儲能系統之測量充電流程圖 31
圖 2.3.36：儲電系統之量測放電流程圖 32
圖 2.3.37：充電性能測試步驟 33
圖 2.3.38：放電性能測試步驟 34
圖 2.3.39：實驗室空間之測試環境溫度,濕度監測 37
圖 2.3.40：測試件之相關量測信息資料收集儀器電壓、電流、溫度、電力、損耗…,等 監測 38
圖 2.3.41：待測件之交流電力系統_電性信號監測 38
圖 2.3.42：待測件之直流電力系統_電性信號監測 38
圖 2.3.43：儲能電池充電器,離峰電力充電用 38
圖 2.3.44：儲能電池_鉛酸電池 39
圖 2.3.45：MPPT充電控制器控制太陽能最佳充電效率 39
圖 2.3.46：交流變頻穩壓器實驗室純淨試驗電源提供,諧波失真率<2%,穩壓率<1%, 容量>5瓩 39
圖 2.3.47：資料收集應用軟體終端處理機 39
圖 2.3.48：直流電(轉)交流電_變流器 40
圖 2.3.49：直流電力轉換成交流電之能量轉換變流器,輸出交流電波形仿正弦波均方根值 40
圖 2.3.50：交流負載 40
圖 2.3.51：逆變器及儲電系統之量測充電流程圖 41
圖 2.3.52：逆變器及儲電系統之量測放電流程圖 42
圖 2.4.1：自動量測系統(搭配LCR meter KEITHLEY2700)架構圖 46
圖 2.4.2：ISO/IEC 17025 精密量測流程 46
圖 2.4.3：程式執行流程圖 48
圖 2.4.4：功能設定 48
圖 2.4.5：自動量測介面 49
圖 2.5.1：學校組織 51
圖 2.5.2：實驗室組織架構 52
圖 2.5.3：格致地下室一樓(格B104-1)實驗室配置圖 52
圖 2.5.4：認證程序流程圖 56
圖 3.1.1：I-V特性曲線圖 57
圖 3.2.1：鉛酸電池放電直流電壓 58
圖 3.2.2：鉛酸電池放電直流電流 59
圖 3.3.1：鉛酸電池充電電流............... 59
圖 3.3.2：鉛酸電池充電電壓 60
圖 3.6.1：流程圖 62
圖 3.6.2：KEITHLEY 2700 軟體的連線設定 62
圖 3.6.3：功能設定.................................. 63
圖 3.6.4：自動量測 63
圖 3.6.5：EXCEL輸出結果 64



表目錄
表 1.4.1：至2016年8月TAF認證家數 5
表 2.3.1： 對應之電流...........................................................................................................18
表 2.3.2：量測評估不確定度 25
表 2.3.3：充電電流計算範例 32
表 2.3.4：放電電流計算範例 32
表 2.3.5：鉛酸電池放電終止電壓 32
表 2.3.6：放電電流終止電壓判定標準 34
表 2.3.7：量測評估不確定度 36
表 2.3.8：量測評估不確定 44
表 2.5.1：文件架構 50
表 3.2.1：量測及標準終止電壓值 58
表 3.3.1：充電截止電壓量測值 59
表 3.4.1：逆變器ACV CHECK 60
表 3.4.2：逆變器量測值及額定值 60
表 3.5.1：電池放電測試標準 61
表 3.5.2：電池放電負載電流設定對照表 61
表 3.7.1：品質手冊連結對照表 64
表 3.7.2：新文件一覽表 66
表 3.7.3：測試服務項目及範圍 67

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[41]KEITHLET，”Auto_ControlCommnications”
[42]KEITHLET，”Selector_IntegraModules”
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[45]黃詩文，「太陽光電發電系統監控裝置之研發」，國立澎湖科技大學電資研究所碩士論文，民國103年。