以固定風場為前題之網目型配電饋線最佳化設計

現今的風力發電技術已大幅度提升，單機容量5MW的離岸式風力發電機已 然問世，但要充分發揮其效能，選擇合適的風場至為關鍵，因此，以固定風場為 前題來進行網目型配電饋線之最佳化設計較符合實際，其結果較具參考價值。職 是之故，在本節中將以固定風場為前題，探討以新增饋線的方式將常閉環路型饋 線升級為適合分散型電源併網運轉的優質配電網，即網目型配電系統時，新增饋 線最佳連接方式。

本研究所稱固定風場係指各該場址適合裝置風力發電機，且最大裝機容量 為已知者。是故在本節的研究中將以固定風力發電機併網容量為前題，進行網目 型配電饋線之規劃、設計。藉由新增饋線來形成網目型配電饋線，以提高固定風 場的可併網量。本節將以系統允許分散型電源最大可併網量(

Max S )為參數進行

本節將以單一目標參數，即系統允許分散型電源最大可併網量(

Max S )，

Fitness Max S

以基因演算法來求解新增饋線最佳連接方法之流程如圖5-68所示。首先是參 數編碼，族群大小、交換率與突變率設定，以及風場位置設定。在本研究中族群 大小設為20，突變率設為0.02，最大疊代次數設為500代。在本研究中，最大可 併網量係以簡易的評估公式來估算，故頇先求出各種架構下各併網點的系統短路 容量與組抗角。至於電壓變動率則以電力潮流程式來求解。電壓變動率仍限制在

±2.5%內。

5.8 模擬結果與分析

本節係以固定風場為前題，電壓變動率限制條件仍為±2.5%，藉由新增饋線 將常閉環路型饋線升級為網目型饋線架構，以提高各該風場的最大可併網量。如 前所述風力機併網運轉所造成的電壓變動，主要影響因子為併網位置與風力機運 轉功因，其次為負載分佈狀況等，若利用簡易電壓變動率評估公式來推估各該固 定風場的最大可併網量，將僅考慮到系統短路容量、阻抗角及風力機的運轉功 因，而無法將饋線負載分佈、負載功因等納入考量，所以其所得值尚非精確。是 故，本研究另撰寫一程式，利用電力潮流精確分析固定風場的電壓變動，並配合 不同情境下的新增饋線連接方式，求出各該風場的最大可併網量，最後再利用基 因演算法找出在符合限制條件下可允許最大可併網量的系統結構，模擬結果如表 5-6。

50 開始

將饋線編號,負載引接點編 碼

產生初代染色體 設定交換率、突變率、染色體數

目、最大繁衍代數及風場位置

是否滿足基因收斂條件 世代i=1

將該染色體與對應的適應度函數 值排列整理

排序、複製、交配、突變產 生下一子代染色體 i = i+1

結束

使用二分法並加入限制條件求 出該風場的最大併網量

滿足限制條件且收斂 利用電力潮流計算該風場併 網點電壓降與最大可併網量 預先評估出每個架構在該風場

下的最大可併網量近似值

Yes

No

Yes No

圖5-68 以固定風場為前題新增饋線連接方式最佳化流程

為凸顯新增饋線對最大可併網量的提升效益，表格中的最佳化最大可併網 量並未考慮饋線的熱容量限制(12MVA)。由表5-7可看出DG運轉功因為0.85落後 時，其最大可併網量都未超過饋線的熱容量限制值，然當併網點在變電所饋線出 口處附近時，因其系統短路容量已相對較高，新增單一饋線與三條饋線對提高最 大可併網量的效果不明顯。又當風場位於饋線兩側中段與末段時，以三條饋線來

51 source pu

z z_{t pu,} DG

254.94kW158.13kvar

16.5MW source pu

z z_{t pu,}

52 圖5-69 DG於負載引接點5併網並運轉於功因0.85

(lagging)時可得最大可併網量之最佳連接方式

圖5-70 DG於負載引接點9併網並運轉於功因0.85 (lagging)時可得最大可併網量之最佳連接方式

254.94kW158.13kvar

16.5MW source pu

z z_{t pu,}

DG

254.94kW158.13kvar

16.5MW source pu

z z_{t pu,} 圖5-71 DG於負載引接點15併網並運轉於功因

0.85(lagging)時可得最大可併網量之最佳連接方式

圖5-72 DG於負載引接點5併網並運轉於功因1.0 時可得最大可併網量之最佳連接方式

254.94kW158.13kvar

16.5MW source pu

z zt pu,

DG

254.94kW158.13kvar

16.5MW source pu

z z_{t pu,} 圖5-73 DG於負載引接點9併網並運轉於功因1.0時可

得最大可併網量之最佳連接方式

圖5-74 DG於負載引接點15併網並運轉於功因1.0 時可得最大可併網量之最佳連接方式

圖5-75 DG運轉於功因0.85(Lagging)下新增單一饋線最佳化最大可併網量的適應度函數收斂狀況

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圖5-76 DG運轉於功因0.85(Lagging)下新增三條饋線最佳化最大可併網量的適應度函數收斂狀況

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