第五章 研究成果與討論
5.6 以固定併網量為前題之最佳化設計
5.6.1 模擬結果與分析
利用前小節所述的基因演算法求解所設定問題及條件的結果如表5-5所示。
各種條件下的最佳連接方式如圖5-50至圖5-58所示。由這些圖可看出,在不同併 網點及不同新增饋線數及在不同的權重因子下,所獲得的新增饋線最佳連接方式 差異甚大。DG在位置4併網時,若單以平均電壓變動率為考量因子時,在新增一 條饋線與新增三條饋線兩種不同的結構要求下,所得之最佳化連接方式,其新增 饋線兩端點的一端皆會位在短路容量較高的負載引接點,如編號3(主變二次側匯 流排)、編號14(變電所饋線出口處附近),而另一端會在饋線的末端,主要原因是 靠近變電所饋線出口處附近的點具有較高短路容量,較能承受分散型電源所帶來 的的衝擊,另一端在饋線末端則能提升饋線末端的短路容量,有利分散型電源併 網容量的提升。
當平均電壓變動率與饋線功率損失率兩個因子的權重設為相同時,在新增 一條饋線與新增三條饋線兩種不同的結構要求下,所得之最佳化連接方式相互間 差異不大,概要而言,新增饋線的一端點皆是接於分散型電源的併網點,而另一 端點則是靠近饋線末段的負載引接點,主要原因是因功率損失率有較大的影響此 一連接方式,可以讓饋線末端的負載點有更多的路徑獲得所需的電力,而不需全 部經由原迴路配送,可以節省線路的功率損失。
當僅以功率損失率為考量因子時,無論是新增一條饋線,或是三條饋線,
新增饋線的連接方式會與同時考慮平均電壓變動率與功率損失率時獲得的結果 相當接近,其中新增饋線的一端點也是在分散型電源的併網位置,而另一端點則
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會更趨近饋線末端的負載引接點,主要是因為以功率損失為唯一考量因子時,將 分散型電源所生產的電力最便捷地配送饋線末段負載,應為損失率最小的連接方 式。
而DG於饋線末端併網時,因短路容量相對較低,DG的併網運轉容易造成併 網點及其鄰近負載引接點的電壓變動。由模擬結果可知,在位置15併網時,當以 平均電壓變動為唯一考量因子時,在以單一饋線或三條饋線來完成最佳化網目型 配電饋線規劃時,其一端點皆會接在短路容量較高的負載引接點,如編號3(主變 二次側匯流排)、4(主變二次側饋線出口處附近),而另一端點則會落在原饋線末 端併網點附近,如編號14、26、15的負載引接點,主要原因是併網於饋線末端時,
因饋線末端的短路容量較低,藉著新增饋線可大幅度提高其短路容量,降低在饋 線末端併網運轉之分散型電源所造成的電壓變動。當平均電壓變動率與饋線功率 損失率兩個因素的權重因子設為相同時,由所獲得的饋線最佳連接方式可知,平 均電壓變動率具絕大部分的影響力,因所獲得的饋線最佳連接方式與僅考量平均 電壓變動率者非常接近。又當以功率損失率為唯一考量因子時,新增饋線的兩端 點並不會在併網點,而係在原饋線兩側的中後段。
適應度函數值的收斂情形如圖5-59至圖5-64所示。圖5-59、5-60為併網點編 號4以平均電壓變動率權重設為100%下,新增一條饋線與三條饋線時最佳化連接 方法的收斂情形。圖5-61、5-62為併網點編號9以平均電壓變動率與功率損失百 分率權重各半的情形下,新增一條饋線與三條饋線的最佳化連接方式的收斂情 形。圖5-63、5-64為併網點編號15以功率損失百分率權重設為100%下,以新增一 條饋線與三條饋線時最佳化連接方式的收斂情形。由這些圖形可看出,以三條饋 線為架構的最佳化適應度函數在不同的權重比例下,皆優於以一條饋線為架構的 最佳化結果。
由前述適應度函數可看出,在以新三條饋線來進行網目型配電饋線的最佳 化規設時會優於採新增單一饋線者。玆分別將併網於編號4、9、15且在平均電壓 變動率權重設為100%的最佳化連接方式下,繪出其電壓曲線,如圖5-65至圖5-67 所示。由此二圖中可看出,無論併網點在變電所饋線出口處附近、兩側饋線中段 亦或兩側饋線末端,新增三條饋線的網目型配電饋線架構在抑制電壓變動率的表 現皆優於新增單一饋線的網目型配電饋線架構。惟新增饋線一端點在併網點附近 時,其改善效果較不明顯,遠離併網點的負載點,其電壓變動率改善效果的差異 性較為顯著。
44 254.94kW158.13kvar
16.5MW
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z zt pu,
254.94kW158.13kvar
16.5MW source pu
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DG 254.94kW
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45 source pu
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DG
254.94kW158.13kvar
16.5MW source pu
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z zt pu,
DG
註﹕藍色線為增加一條饋線之連接方式 橙色線為增加三條饋線之連接方式
圖5-56 DG併網於負載引接點15,AVd權重100%之最佳 連接方式
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DG
註﹕藍色線為增加一條饋線之連接方式 橙色線為增加三條饋線之連接方式
圖5-58 DG併網於負載引接點15,AVd、Pd權重各為50%之最佳連接方式
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0.69 0.695 0.7 0.705 0.71 0.715 0.72
1 41 81 121 161 201 241 281 321 361 401 441 481 521 561 601 641 681 721 761 801 841 881 921 961 1000
適應度函數值
繁衍子代數
圖5-59 在AVd權重100%下新增一條饋線最佳化連接方式之適應度函數收斂情形
0.68 0.69 0.7 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77
1 40 71 100 121 141 161 181 201 221 241 261 281 301 321 341 381 421 461 501 541 581 621 661 700
適應度函數值
繁衍子代數
圖5-60 在AVd權重100%下新增三條饋線最佳化連接方式之適應度函數收斂情形
0.48 0.485 0.49 0.495 0.5 0.505
1 41 81 121 161 201 241 281 321 361 401 441 481 521 561 601 641 681 721 761 801 841 881 921 961 1000
適應度函數值
繁衍子代數
圖5-61 在AVd與Pd權重各半下新增一條饋線最佳化連接方式之適應度函數收斂情形
47
0.505 0.51 0.515 0.52 0.525 0.53 0.535
1 40 71 100 121 141 161 181 201 221 241 261 281 301 321 341 381 421 461 501 541 581 621 661 700
適應度函數值
繁衍子代數
圖5-62 在AVd與Pd權重各半下新增三條饋線最佳化連接方式之適應度函數收斂情形
0.455 0.46 0.465 0.47 0.475 0.48 0.485 0.49 0.495
1 41 81 121 161 201 241 281 321 361 401 441 481 521 561 601 641 681 721 761 801 841 881 921 961 1000
適應度函數值
繁衍子代數
圖5-63 在Pd權重為100%下新增一條饋線最佳化連接方式之適應度函數收斂情形
0.47 0.475 0.48 0.485 0.49 0.495 0.5
1 40 71 100 121 141 161 181 201 221 241 261 281 301 321 341 381 421 461 501 541 581 621 661 700
適應度函數值
繁衍子代數
圖5-64 在Pd權重為100%下新增三條饋線最佳化連接方式之適應度函數收斂情形
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線(without DG)增設三條饋 線(without DG)原常閉環路 饋線(without DG)增設一條饋 線(with DG) 增設三條饋 線(with DG) 原常閉環路
線(without DG)增設三條饋 線(without DG)原常閉環路 饋線(without DG)增設一條饋 線(with DG) 增設三條饋 線(with DG) 原常閉環路
線(without DG)增設三條饋 線(without DG)原常閉環路 饋線(without DG)增設一條饋 線(with DG) 增設三條饋 線(with DG) 原常閉環路 饋線(with DG)
圖5-67 在AVd權重為100%下DG於負載引接點15併網之電壓分佈
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