第三章 文獻探討
有關分散型電源與配電系統之相互影響，H. Lee Willis提出其分析結果與經 驗，文中提到分散型電源與配電系統併聯運轉有其先天的優缺點，分散型電源提 供功率與電壓，但會使保護協調、電力潮流及電壓控制等問題複雜化，並提到大 部分配電系統為放射型或常開環路型，全系統在正常情況下只有單一個電源，當 分散型電源併聯至配電系統時，全系統將有兩個以上的電源，而其對分散型電源 併聯至配電系統之分析可分成兩大類：(1)DG輸出小於併網點下游負載量；(2)DG 輸出大於併網點下游負載量。第一類DG對其併網點下游之負載將不至於有明顯 影響，只有變電所至DG併網點間之電力潮流量將因之減少；第二類對於併網點 下游之負載亦不會有明顯之衝擊，但變電所至DG併網點間之饋線段將有電力潮 流逆送的現象。
W. El-Khattam等人提出整合蒙地卡羅法與傳統牛頓-拉弗森法之推測性電力 潮流分析法，用以有效且準確地分析包含分散型電源運轉情況在內的電力潮流 解。而E. Bompard等人則提出分散型電源對放射型配電系統影響的研究結果，並 依其影響系統之程度分為：(1) 定PQ型設備、(2) PV+虛功限制型設備及(3) 提供 電壓及虛功控制範圍之設備。不同類型之分散型電源對放射型配電系統的影響程 度將有明顯不同。
Jeff W. Smith等人針對鄉村型配電饋線進行電壓衝擊分析，由於風力發電機 的建造成本持續下降，風力發電機單機容量有愈來愈大的趨勢，而大容量風力發 電機併聯至長距離鄉村型配電饋線也愈來愈普遍，作者依分析結果進一步提出關 於改變系統結構用以減少短時間電壓波動的建議，且找出饋線上長時間的可能電 壓波動值，及提出可行的電壓改善策略。
Ahmed R. Abdelaziz等人則提出計算包含風力發電在內之配電系統每小時可 能過電壓的機率，以應用於風力發電系統的規劃設計。A. P. Agalgaonkar等人則 提出風力發電對配電系統線路損失與電壓衝擊的分析結果，文中提到當負載需求 高時，風力發電有利於電壓的改善、系統線路損失的降低及風力發電機本身成本 效益的提昇。文中考慮風力發電機的兩種併網形式：(1)小容量風力發電機經由 一般變壓器升壓併網、(2)大容量風力發電機經由隔離變壓器升壓併網；而風力 發電機則考慮： (1)感應型風力發電機及(2)同步型風力發電機兩種型式。Peng Wang等人提出考慮風力發電機影響之配電系統可靠度分析，進而選擇出適合風 力發電機設置之位置及數量。Alshamali曾針對分散式電源機組加入配電饋線所 造成之衝擊進行研究，主要針對配電饋線發生非對稱短路故障時，DG與系統併 聯點之電壓變動量進行分析，得知其值端視併聯點與故障點距離之遠近而定，嚴 重時有可能造成DG誤動作。對於孤島運轉的偵測，Kim提出”電壓幅度變動法”，
其原理係利用DG與系統併聯運轉時及DG孤島運轉時，兩者之負載潮流於併聯點
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所造成之電壓變動幅度會有明顯不同之特性。Salman則提出除利用電壓變動法 外，若再加入功率因數變動之偵測，可獲得較好之效果。Guillot則利用”頻率變 動法” 偵測孤島運轉之存在。
R.J.Coomer等人則提出網目型特色及實際應用所遇見的問題及相對應的改 善方式，其特色包括了網目型配電系統提供了更高的可靠性與更靈活的配電發式 來供給給用戶端，但相對問題便是在短路電流方面容易有過大的問題，所以相對 的要數量更多的斷路器來保護。文中雖然提到要用大量單獨的斷路器，但這些斷 路器的保護等級卻不用太高。可以利配電盤進一步的規劃安排設置，實現模組化 的保護設備搭配上其他保護元件，來降低所需斷路器的保護等級，讓成本降低。
M.Brenna等人則是針對分散型電源對於輻射型、閉環路型與網目型電路的 衝擊上建立了一套可以利用可以利用斷路器進行切換的系統，這個系統包含了三 種不同的配電模式，在文中分別對這三種系統以分散型電源進行衝擊分析，分析 其最大可併網量，其結論是閉環路配電系統與網目型配電系統在滿載與輕載時大 致上都會有無效功率過多的問題對於系統的影響，也提出在同一個主變下針對不 同配電架構下切換時其電壓電動的影響與與其供電品質的改善，也提出了網目型 系統在故障時容易改變電力潮流的流向，使得保護協調變得更難預測，要改善這 個問題也是利用IGBT做了IGBT Bridge結合了Interface converter，當作方向電驛 以預防不固定故障電流方向加以保護電路。
G.Celli等人則提到歐洲的配電系統，在每個區塊用不同架構的配電模式下，
將其連接整合在一起，探討其功率損失與電壓曲線利用SPIRA這套軟體來進行分 析負載潮流與短路電流，另外對於分散型電源容量去改善電力潮流與其對可靠度 的影響則是利用了DigSlient這套裝軟體去進行模擬，文中結論提到網目型配電系 統在負載成長時其發展性會優於輻射型與閉環路系統，但其中相對的問題還是短 路電流的問題尤其在弱質網目的地方併網上分散型電源的時候，分散型電源在輻 射型網路上的短路電流上升比起在網目型要輕微，然而萬一有大容量分散型電源 會引起短路電流突然的驟增，所以對於分散型電源在網目型位置的選則是重要 的，所以採用網目型的方法會在每個節點上有三相短路電流，所以對於網目來說 保護協調是一個頗大問題尤其是中斷容量的斷路器與系統保護上協調的損失需 要用到三相電力轉換器來限制其驟升的節點電流，另外文中也提到可以利用電壓 調整器來改善其電壓曲線。
在風力發電機裝置容量方面， 根據全球風能協會(GWEC, Global Wind Energy Council）於2008年5月最新發表之2007年全球風力年報（Global Wind 2007 Report），全球風力機組裝置容量由1996年的6.1 GW（百萬瓩）增加至 2007年 的93.9 GW，年成長率約28.2%；其中，裝置容量前5名國家分別為德國、美國、
西班牙、印度、中國[1]。
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表3-1 2007年全球前10名風力機組裝置容量國家
國名
2007 2006
裝置容量
(MW) 排名
所占 百分 比率
裝置容(MW) 排 名
所占 百分 比率 全世界 93,864 100 74,051 100
德國 22,247 1 23.7 20,622 1 27.8 美國 16,818 2 17.9 11,575 3 15.6 西班牙 15,145 3 16.1 11,623 2 15.7 印度 7,845 4 8.4 6,270 4 8.5 中國 5,906 5 6.3 2,599 6 3.5 丹麥 3,125 6 3.3 3,136 5 4.2 義大利 2,726 7 2.9 2,123 7 2.9 法國 2,454 8 2.6 1,567 10 2.1 英國 2,389 9 2.5 1,962 8 2.6 葡萄牙 2,150 10 2.3 1,716 9 2.3 日本 1,538 13 1.6 1,309 13 1.8 台灣 282 24 0.3 188 25 0.3 南韓 191 27 0.2 173 26 0.2 前10名共計 80,805 86.1 63,193 85.3 前10名以外 13,059 13.9 10,858 14.7
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