第五章 結果與討論
5.3 輻射型微型電網系統之動態模擬與分析
5.3.3 輻射型微型電網於市電併聯與孤島運轉間之轉換過程模擬與分析
5.3.3.3 微型電網於市電復電後轉換成併網運轉模式之過程模擬分析
如表 5-5 所示，係將第三小節之市電復電後由孤島運轉模式轉換為併網運轉模式之模 擬規劃，整理為兩種案例進行模擬分析，以探討市電重新併聯(re-connective)、負載變動、
間歇性能源解聯對系統之暫態現象。
表5-7 微型電網於市電源復電後轉換成市電併聯模式之案例描述
案例 案例描述
案例四 主要穩定電源無併網運轉下，市電於1 秒後恢復正常供電(static
switch=on)，並同時切離主要穩定電源(switch 1=off)，恢復所有
負載正常供電，並於3 秒後進行加載。
案例五 主要穩定電源可併網運轉下(switch 1=on)，於 1 秒後與市電重新
併聯，恢復所有負載正常供電，並於3 秒後進行加載。
1. 案例四
在1.5 秒前，由柴油發電機穩定供應整系統負載用電。接著，在 1.5 秒後，市電恢復正 常供電，此時，將柴油發電機與系統解聯，由於市電所設定之電壓值高於柴油發電機自動 電壓控制之回授命令值，因此，在市電併聯後，各母線電壓值略微上升；頻率則是經過上 升後，穩定恢復至60 Hz。並於 2.3 秒後對不斷電系統之電池充電，因此，各母線電壓稍微 下降。最後，在3.5 秒時，增加各母線的用電負載量，因而造成電壓下降，其波形如圖 5-89 與5-90 所示。
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-1 0 1 2 3 4
5x 104 Reactive Power Flow
time(sec.)
Var
Utility Battery Diesel Engine PV Wind Turbine UPS
圖5-89 案例四之微型電網母線電壓變化
圖5-90 案例四之微型電網系統頻率變化
在功率變化方面，可由圖5-91 與 5-92 觀察出，在 1.5 秒前，由柴油發電機穩定供電給 負載。接著，1.5 秒後系統由孤島運轉轉為併網運轉，恢復由市電供應整系統負載用電，因 此，市電的實功率與需功率皆上升，穩定供電帄衡。在2.3 秒後，對不斷電系統電池充電，
並由圖5-93 可觀察在 2.3 秒前電池的功率為零，2.3 秒後才有能量對電池充電，SOC 也同 時上升，因此，市電的實功率再次上升。最後，3.5 秒後增加各母線負載用電量。
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
210 215 220
225 Microgrid Bus Voltage(rms value)
time(sec.)
Volt
Bus3 Bus4 Bus5 Bus6 UPS bus
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
59.5 59.6 59.7 59.8 59.9 60 60.1 60.2 60.3 60.4 60.5
Microgrid Frequency
time(sec.)
Hz
System UPS
圖5-91 案例四之各分散型電源與市電之實功率變化
圖5-92 案例四之各分散型電源與市電之虛功率變化
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-2 0 2 4 6 8 10 12
14x 104 Active Power Flow
time(sec.)
W
Utility Diesel Engine PV Wind Turbine UPS
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-1 0 1 2 3 4
5x 104 Reactive Power Flow
time(sec.)
Var
Utility Diesel Engine PV Wind Turbine UPS
圖5-93 案例四之不斷電系統電池(a)輸出功率、(b)SOC 與(c)電流變化
2. 案例五
在 1.5 秒前，由柴油發電機穩定供應整系統負載用電，接著，在 1.5 秒後，市電恢復 正常供電，並與柴油發電機共同運轉，因此，併聯後的電壓略高於柴油發電機未共同運轉 的情況；頻率則同樣經過上升後穩定恢復至60 Hz。在 2.3 秒後，對不斷電系統之電池充電，
因此，各母線電壓稍微下降。最後，在 3.5 秒時，增加各母線的用電量，因而造成電壓下 降，其波形如圖5-94 與 5-95 所示。
在功率潮流方面，可由圖5-96 與 5-97 觀察出，在 1.5 秒前由柴油發電機穩定供電給負 載。接著，1.5 秒後系統由孤島運轉轉為併網運轉，由柴油發電機與市電共同供應負載用電，
因此市電的實功率與需功率皆上升，穩定供電帄衡。在2.3 秒後對不斷電系統電池充電，
並由圖5-98 可觀察在 2.3 秒前電池的功率為零，2.3 秒後才有能量對電池充電，SOC 也同 時上升，因此市電的實功率再次上升。最後，於3.5 秒後增加各母線負載用電量。
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-15000 -10000 -5000 0
5000 Battery Output Power
time(sec) (a)
W
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
84.98 85 85.02
85.04 Battery SOC
time(sec) (b)
%
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-30 -20 -10 0
10 Battery Output Current
time(sec) (c)
Ampare
圖5-94 案例五之微型電網母線電壓變化
圖5-95 案例五之微型電網系統頻率變化
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
210 215 220 225
Microgrid Bus Voltage(rms value)
time(sec.)
Volt
Bus3 Bus4 Bus5 Bus6 UPS bus
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
59.5 59.6 59.7 59.8 59.9 60 60.1 60.2 60.3 60.4 60.5
Microgrid Frequency
time(sec.)
Hz
System UPS
圖5-96 案例五之各分散型電源與市電之實功率變化
圖5-97 案例五之各分散型電源與市電之虛功率變化
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-2 0 2 4 6 8
10x 104 Active Power Flow
time(sec.)
W
Utility Diesel Engine PV Wind Turbine UPS
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-1 0 1 2 3 4
5x 104 Reactive Power Flow
time(sec.)
Var
Utility Diesel Engine PV Wind Turbine UPS
圖5-98 案例五之不斷電系統電池(a)輸出功率、(b)SOC 與(c)電流變化
5.3.3.4 微型電網於市電復電後轉換成併網運轉模式之綜合分析