臺灣博碩士論文加值系統

台灣自產能源匱乏加上近年環保意識抬頭，使得台電要建立一座大型容量的電廠會備感困擾，面對這種電力不足又無法快速取得大量能源的問題，分散式電源為可行的方法之一，然而這些分散式電源由於其機能以及產生電能的方法不同，使得在並聯到主電路後會產生許多的問題，例如：短路故障的保護協調、諧波影響供電品質等。
本文主要在探討分散式電源與配電系統並聯運轉時，於發生單線接地故障、兩線短路故障、兩線短路接地故障以及三相短路時，所產生之故障電流對配電系統的影響。文中首先以電路分析原理推導出含有分散式電源之配電系統的各種短路故障電流計算公式，續由這些公式分析在甚麼情況下的短路電流會最大以及並聯位置和產生之短路電流的關係如何，最後利用電腦程式模擬並驗證推論結果的正確性。
從模擬的結果可知，對於一個含有兩部分散式電源並連運轉的配電系統而言，發生三相短路故障且緊鄰主電源時所產生的短路故障電流會最大，故障點越遠離主電源則故障電流會越小。

The lack of electrical power generation and the emphasis of environmental-protection consciousness have brought TPC (Taiwan Power Company) great trouble in building a large electrical generation plant. To overcome the problems of electrical power insufficiency and can’t quickly obtain enough power generation, dispersed generation is a feasible solution. Nevertheless, due to the different dispersed generation types and functions, some problems, such as protection coordination after short-circuit fault and the influence of harmonics to power supply quality, occurred in a distribution system when it is parallel with a few dispersed generations.

This thesis is mainly to investigate the influence of short circuit current, i.e., single line-to-ground fault, line-to-line fault, double-line-to-ground, and symmetrical three-phase fault, on the main system. First of all, we analogize out the calculation formula of short circuit current in the distribution systems with dispersed generations through basic circuit theory. Then we can obtain under what condition the short circuit current will be the maximum, and what relation is between the shunt position and the maximal short circuit current. Finally, we can verify the exactness by simulating those analogies through computer experiment.

As results from the simulation results, for a distribution system with two dispersed generations, the maximum short circuit current happens at symmetrical three phase fault and the fault point is adjacent to the main generator of this distribution system. The short circuit current will be smaller when the fault point is away from the main generator.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 分散式發電系統 2
1.4 論文架構 6
第二章 故障點位於變電所與分散式電源之間的短路電流分析 7
2.1 前言 7
2.2 單線接地故障 9
2.2.1 兩部分散式電源同時在運轉 9
2.2.2 只有一部分散式電源在運轉 12
2.2.3 沒有分散式電源在運轉 13
2.2.4 模擬結果與分析 14
2.3 線至線故障 16
2.3.1 兩部分散式電源同時在運轉 16
2.3.2 只有一部分散式電源在運轉 18
2.3.3 沒有分散式電源在運轉 19
2.3.4 模擬結果與分析 20
2.4 兩線接地故障 22
2.4.1 兩部分散式電源同時在運轉 22
2.4.2 只有一部分散式電源在運轉 24
2.4.3 沒有分散式電源在運轉 25
2.4.4 模擬結果與分析 26
2.5 三相短路故障 27
2.5.1 兩部分散式電源同時在運轉 27
2.5.2 只有一部分散式電源在運轉 28
2.5.3 沒有分散式電源在運轉 28
2.5.4 模擬結果與分析 29
第三章 分散式電源位於變電所與故障點之間的短路電流分析 31
3.1 前言 31
3.2 單線接地故障 31
3.2.1 兩部分散式電源同時在運轉 31
3.2.2 只有一部分散式電源在運轉 34
3.2.3 沒有分散式電源在運轉 35
3.2.4 模擬結果與分析 36
3.3 線至線故障 38
3.3.1 兩部分散式電源同時在運轉 38
3.3.2 只有一部分散式電源在運轉 40
3.3.3 沒有分散式電源在運轉 42
3.3.4 模擬結果與分析 43
3.4 兩線接地故障 44
3.4.1 兩部分散式電源同時在運轉 44
3.4.2 只有一部分散式電源在運轉 46
3.4.3 沒有分散式電源在運轉 48
3.4.4 模擬結果與分析 49
3.5 三相短路故障 50
3.5.1 兩部分散式電源同時在運轉 50
3.5.2 只有一部分散式電源在運轉 51
3.5.3 沒有分散式電源在運轉 51
3.5.4 模擬結果與分析 52
第四章 分散式電源與變電所直接並聯之短路電流分析 54
4.1 前言 54
4.2 單線接地故障 55
4.2.1 兩部分散式電源同時在運轉 55
4.2.2 只有一部分散式電源在運轉 57
4.2.3 沒有分散式電源在運轉 57
4.2.4 模擬結果與分析 60
4.3 線至線故障 61
4.3.1 兩部分散式電源同時在運轉 61
4.3.2 只有一部分散式電源在運轉 62
4.3.3 沒有分散式電源在運轉 64
4.3.4 模擬結果與分析 65
4.4 兩線接地故障 67
4.4.1 兩部分散式電源同時在運轉 67
4.4.2 只有一部分散式電源在運轉 70
4.4.3 沒有分散式電源在運轉 71
4.4.4 模擬結果與分析 72
4.5 三相短路故障 74
4.5.1 兩部分散式電源同時在運轉 74
4.5.2 只有一部分散式電源在運轉 75
4.5.3 沒有分散式電源在運轉 75
4.5.4 模擬結果與分析 76
第五章 結論 79
參考文獻 81

1.黃文良、黃昭睿著，能源應用，東華書局，第三版，1988年9月。
2.黃文良譯，能源運用及環境，滄海書局，第三版，2003年12月。
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5.黃世杰編譯，”電力系統分析與設計”，歐亞書局有限公司，第 三版， 2002年9月。
6.許振廷、黃啟書、鄭煌仕，”考慮分散式電源之配電系統諧波分析”，中華民國第二十四屆電力工程研討會，民國92年，pp. 248-252。