文獻探討

分散式系統隨著併入再生能源，電源設備控制與相容性的問題也伴隨而來，

為了協調各個供電來源，近年提出了微電網(Microgrid)，其概念為將分散式電源、

儲能裝置、能量轉換裝置、相關負載與監控、保護裝置匯集等進行整合，以取代 傳統電源個別併網。微電網具有以下兩種運作模式：併網模式及孤島模式，在併 網模式下微電網與市電連結，由市電平衡微電網內之電力供需；而孤島模式則為 與市電因故障跳脫、斷開，由微電網獨立供電[3,4]。當微電網處於孤島模式時，

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（DC-DC converter）扮演著不可或缺的角色。基本型態有三種：(1)升壓型 DC-DC 轉換器(Boost Converter)，(2)降壓型 DC-DC 轉換器(Buck Converter) (3)升/降壓型 DC-DC 轉換器(Buck-Boost Converter)[8]，而一般常見的控制迴路架構包括輸出電 壓閉回路架構、電壓電流雙迴路架構、電壓電流雙迴路磁滯架構、單週期及滑模 控制架構等[9-14] 。依使用者需求採用不同的控制架構，以下說明常見得電流控 制架構。一般電流控制架構皆採用雙迴路架構，外迴路主要穩定輸出電壓在期望 的電壓值，利用電壓參考命令和輸出電壓回授所產生的電壓誤差經電壓控制器補 償而得內迴路的電流參考命令。而電壓控制器常見的有比例積分微分控制器 (Proportional Integrative Derivative，PID)及比例諧振控制器（Proportion, Resonant, PR），其目的都是為了使輸出電壓能更接近電壓命令，內迴路則是有較好的暫態 響應，在此設計下加入能量分配策略能達到更好的控制效能。

隨著微電網的興起，能源管理系統涵蓋了不同的應用範圍，主要區分為(Home Energy Management System, HEMS) 與 建 築 能 源 管 理 系 統 (Building Energy Management System, BEMS) [15-18]。我國 HEMS 發展於國家科學委員會 2010 至 2013 年提出能源國家型科技計畫主軸專案計畫[18]以提升能源效率與減少碳排放，

應用面中規劃出四個先導計畫，其中之一為 HEMS，研發重點為：

1. 技術標準與規範研究

研究分析國內外現有規格、提出或整合通訊規範、選用適合的網路拓樸、制 定合適智慧家庭規範與協定。

4 Management Strategy, EMS)之研究，確保系統中各元件在其安全操作範圍內保有 最高的能源轉換效率。根據文獻[19-25]可知，控制策略初始可分為兩大類，再進 一步分為四項子類別，如圖 1.3 所示。基於規則能量管理策略(Rule Based Power Management Strategy )為最容易實踐之控制法則，依據策略的自由度與彈性之差 異有類別之區分。但規則之擬定方式非常相似，主要優點為不需要繁雜的數值計 之一策略為人工蜂群演算法(Artificial Bee Colony Algorithm, ABC) [26]，其演算法 為仿效現實中蜜蜂採集花蜜的行為，其中包含了三種蜜蜂，分別有工蜂、且蜂巢 內等待的觀察蜂、隨機探索的偵查蜂。特定任務交付特定之蜜蜂以有效率地方式 分工執行，可將整體蜂巢中能採集之花蜜總量提升至最大值，以此概念發展出人 工蜂群演算法。與其他仿生演算法比較之下，人工蜂群演算法有著控制參數少、

且穩定性好、收斂速度快、以及計算簡潔等等的優勢。但是它有著過早收斂到最

5 (Equivalent Consumption Minimization Strategy, ECMS)屬於即時控制策略之一，並 解能有效近似全域最佳化之結果。

主要依賴經驗法則，如 Ziegler-Nichols 調整法[37]。

Rule-Based

Fuzzy RB Deterministic

RB Predictive

Adaptive Conventional

State Machine Modified P.F.

Power Follower Thermostat Control

Linear Programming Dynamic Programming Stochastic D.P.

Artificial Bee Colony

EFC Minimization Robust Control Model Predictive Decoupling Control

6 與最佳化能量管理策略，並實現在數位訊號處理器(Digital Signal Processor, DSP) 上，進而開發多能源系統最佳化能量管理技術之基於規則控制策略，該策略可主