市電系統改變其短路容量，若與分散式電源無法維持平衡，會造成系統頻率 瞬間上升，導致 IED 因市電短路容量之改變，造成誤動作，本報告依照 6.3.1 節 之孤島電驛測試電路標準，進行短路容量測試。待測設備(EUT)使用感應發電機，
其規格與電氣參數如 6.3.1 節之表 6-2 所示，三相斷路器用於切換市電電源，以 製造短路容量變動運轉現象發生；功因校正電容器為風力機之虛功補償電容；負 載為 RLC 負載。
改變市電電源短路容量，如圖 6-18 所示，其它相關設均不變，變動調整 Three Phase Source 之短路容量，分別為 500MVA、50MVA、10MVA、1MVA、500kVA、
100kVA，進行測試。電路模擬時間總共為 6.8 秒，完成後，再將圖 6-18 中 VPCC
點取得之三相電壓波形儲存，做為電驛測試之輸入波形。
圖 6-18 短路容量變動模擬測試電路
由於資料繁多，故本報告只列出風力機於 100%額定輸出下，市電短路容量 為 500kVA、100kVA 之 a 相電壓時域波形，如圖 6-19 所示，原市電短路容量為 100MVA，當短路容量為 500kVA 時，有些許電壓有突升突降趨勢，進而影響系 統頻率，如圖 6-19(a)所示；在短路容量為 100kVA 時，因改變之短路容量與原先 差異過大，故在短路容量變動時，使得電壓突升突降更明顯，以致影響系統頻率，
如圖 6-19(b)所示。
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-500
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-500
6.8 測試 測試 測試 測試結果 結果 結果 結果分析 分析 分析 分析
在 CompactRIO 之智慧型 IED 擁有頻率變化率(ROCOF)、相位跳躍電驛 (VSR)、頻率變化率與相位跳躍結合(ROCOF+VSR)之功能，假設其設定值分別為 0.1Hz/s、 2°、0.1Hz/s 與 0.13°。風力機輸出為 100%額定輸出功率，分別於市電 電源之短路容量由 100kVA~500MVA 變化之誤動作，如表 6-10 所示。每個測試 狀況總共測試 10 次，並列出 ROCOF、VSR 與 ROCOF+VSR 之偵測表，由表可 知 ROCOF 易受到短路容量之改變而誤動作，VSR 和 ROCOF+VSR 較不易受到 影響，當市電和分散式電源之短路容量相差過大，則會產生誤動作。
本報告之計時功能，如圖 6-20 所示，主要分為軟、硬體部分，軟體端執行 一次時間約為 0.027 秒；硬體端之電驛執行一次時間約為 0.027 秒，軟體端所表 示之時間，亦為軟體加上硬體執行後之時間，其流程圖如圖 6-11 所示。由於軟 體加上計時功能，會導致程式運行稍為耗時，故只能做為參考用。
圖 6-20 智慧型 IED 因短路容量誤動作之時間測試圖
設定值 timer 異常次數
Trip 警告燈
表 6-10 風力機於 100%額定輸出且短路容量變動之偵測誤動作結果表
短路容量 (MVA)
測試
次數 ROCOF VSR ROCOF+VSR 500 10 trip ok ok
100 10 trip ok ok
50 10 trip ok ok
10 10 trip ok ok
1 10 trip ok ok
0.5 10 trip trip trip
0.1 10 trip trip trip
註：trip 為誤動作；ok 為正確無誤。
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第七章 第七章 第七章
CompactRIO 研製智慧型 IED，透過 Matlab/Simulink 建立孤島測試電路，將風力 機發生孤島運轉時之 PCC 點電壓做為實測訊號，以進行實測，結合這些被動式 技術，提供一完整的被動式孤島偵測解決方案，使用者可依其需求選擇偵測方法 或結合不同偵測法組合做為保護，提供多功能且高彈性等優點。本報告使用 CompactRIO 開發系統及 LabVIEW 開發軟體，研製出一具用於 風力發電系統之被動式智慧型 IED，將核心程式燒入系統晶片且加上矽智產(IP)