獨立型氣輪－風能混合式系統動態特性分析

獨立型氣輪－風能混合式系統動態特性分析

呂世彬1_、陳盟仁1_、林堉仁2_、柴樺1_、劉光倫1 1._{國立高雄應用科技大學電機工程系} 2._{義守大學電機系} E-mail: [email protected]

摘 要

本論文主要在探討一個獨立型氣輪-風能混合式系統在負載變動情形下的動態特性。研究架構主要包括 兩套氣輪發電系統、三套風能發電系統、以及其他組件。研究範圍除了系統組件的數學模型推導外，也包 含了相對應的 SimPowerSystems 模組開發以及進一步的動態特性模擬與分析。研究結果顯示此架構在這種 運轉情況下系統變數變動情形都是可以接受的。本研究最大的價值是可做為此類型系統規劃、運轉、以及 擴充的重要參考。 關鍵詞：氣輪發電系統、風能發電系統、混合式系統、數學模型、SimPowerSystems。

1. 前 言

根據統計，全球在再生能源發電方式中，風能發電的潛力相當雄厚。在風能發電方面，根據 IEA 的統 計，至 2007 年底，全球風能發電裝置容量約為 93,710MW，並且以接近 26%的速度在成長，所發出來的電 量足以供應台灣地區三分之一以上的電量需求，由此可見發風能發電受重視的程度[1,2]。 根據民國 94 年「第二次全國能源會議」結論，我國將研訂二氧化碳管制機制，至 2015 年底減少 3,800 萬公噸，2020 年減少 5,868 萬公噸，2025 年減少 7,841 萬公噸；再生能源推廣利用 2010 年裝置容量達 5,130MW，2020 年達 7,000~8,000MW，2025 年達 8,000~9,000MW，以達成總裝置容量占比 12%為目標， 或能源結構占比 4~6%；推廣再生能源開發利用，包括生質能、風力、太陽光電、太陽熱能、氫能及燃料電 池、海洋能、地熱等；規畫具經濟規模之陸域或海上風力站以及扶植國內風能發電產業發展[3]。 基於天然氣高效能、無污染而且安全方便的特性，在「能源多元化」的政策目標下，中油公司自 1990 年完成國內首座位於高雄縣永安鄉之液化天然氣接收站，開啟國內清潔能源 LNG 供應新頁以來，隨著國內 經濟快速成長，對能源需求逐年遞增，隨著國內民眾對環境品質的要求日益嚴格，未來天然氣需求勢將持 續成長，尤其發電用天然氣更將穩定增加。2003 年，中油公司進口液化天然氣總量達 557 萬噸，提供國內 發電使用佔 78.75%。近期台電大潭電廠預定 2008 年完成六台複循環燃氣機組 438.4 萬瓩的發電容量[4-6]。 由於氣輪機的輸送安裝時間較短而且啟動快速，不像蒸汽動力廠的設置、啟動需要較長時間，因此非 常適合在尖峰負荷時供應電力，也極適合用於緊急狀況下的電力支援例如電廠電力設備損壞、電力輸送線 中斷、或水力發電廠無法操作供電時。目前航空類型的氣輪機已經被廣泛地作為發電機的原動機，此類型 氣輪機完全自動的起動能力和快速起動運轉的特性，除了作為電力系統的基載外，更適用於尖峰負荷和備 用的電源。就大小尺寸，重量和對大範圍燃料（從天然氣到原油或殘餘油）的適應性而論，氣輪發電機是 優於其他形式的發電機。此外，近代離岸石油工業的鑚油平台，相當多數量的氣輪發電機組被安裝在石油 天然氣的生產平台上，因平台上電力負載的增加，使得氣輪發電機的容量逐漸地增加，此離岸的鑚油平台 通常是獨立型發電的電力系統，為提供系統的穩定運轉，有關氣輪發電機組和其他組件的設計規劃、操作 運轉方面值得深入探討。

在風能發電相關的文獻方面，除了一些書籍針對風能發電系統的原理及組件有廣泛的介紹外，許多研 究論文也對風能發電系統的各個領域做深入的探討[7-9]。在風能發電系統模擬方面，Chedid 等人提出利用 物件導向軟體建構風能發電系統並且進行模擬的方法；該研究除了開發系統組件包括機械模組、發電機模 組、以及電力傳輸網路模組外，也模擬了一套由 5 台風力機所組成的系統的特性[10]。Arantxa 等人利用物 件導向軟體建立風能發電場模型，並且對 10 台風力機分別輸入不同風速，再分析個別發電機組有效功率以 及無效功率變化情形[11]。其次，在風能發電系統的發電機特性研究方面，Slootweg 等人比較鼠龍式感應發 電機、雙供應式感應發電機、以及直接驅動式同步發電機的優缺點[12]。Amenedo 等人研究變速風力發電機 的架構與特性，並且指出使用雙供應式感應發電機時，因為此型發電機可控制輸出的有效功率及無效功率， 使得在輸入風速即使是變動的情況下，仍然能得到穩定的輸出功率[13]。此外，在風能發電系統控制方式方 面，Miranda 等人利用靜態虛功補償器來控制系統虛功率，使得感應發電機輸出效率提高[14]。Alghuwainem 也提出負載最大利用率的控制方法－電流源控制法，即利用閘流體來控制補償電容，進而提高功率因數 [15]。Amora 等人提出由感應發電機與同步發電機結合的架構，如此可提供穩定的功率輸出，保持供電的可 靠性[16]。 在氣輪發電相關的文獻方面，除了一些書籍針對氣輪發電系統的原理及組件有廣泛的介紹外，許多研 究論文也對氣輪發電系統的各個領域做深入的探討。首先，在氣輪發電系統的穩定度方面，Hung 提出因故 障導致的系統擾動或負載的波動引起發電系統的不穩定，進行研究系統的響應和改進相關的控制系統，開 發準確的系統模組[17]。Doughty 等人提出氣輪機在汽電共生廠電力的研究，該研究主要包括系統組件的模 組、負載潮流與短路、穩定度、以及模擬在低電壓與頻率降低狀況下的動態特性[18]。Bagnasco 等人提出複 循環發電廠的動態特性分析，主要著重於氣輪原動機的模組架構，包括調速控制、溫度控制和渦輪葉控制 等利用軟體來進行模擬，探究其系統的穩定度[19]。Sharma 把獨立的小型發電系統模組化來研究其動態特 性[20]。Paine 針對以氣輪發電為主的複循環系統的操作運轉提出許多重要的技術探討[21]。Shilling 針對獨 立發電系統的大容量負載在低頻下電力暫態穩定度做特性分析[22]。 其次，在氣輪原動機的模組方面，Hajagos 等人提出氣輪原動機的完整模組架構及詳細的各項參數的設 定，以類比電子調速控制與數位電子調速控制分別進行實際模擬驗證分析[23]。Chiras 等人利用 NARMAX 模組架構的非線性氣輪機，以時域和頻域分析進行驗證[24]。Nagpal 等人利用氣輪機模組的試驗與驗證，來 呈現氣輪機的調速系統的動態特性[25]。Hannett 等人提出氣輪機模組並且利用模擬實驗加以驗證[26]。Maslo 等人針對各種原動機模組進行分析[27]。Evans 等人利用頻域技術驗證氣輪機模組的特性[28]。Nern 等人對 於氣輪發電廠的模組作長時期的模擬研究其動態特性[29]。 本論文主要在探討一個獨立型氣輪-風能混合式系統在負載變動情形下的動態特性。研究範圍除了系統 組件的數學模型推導外，也包含了相對應的 SimPowerSystems 模組開發以及進一步的動態特性模擬與分析。 本研究最大的價值是可做為此類型系統規劃、運轉、以及擴充的重要參考。

2. 系統架構與模組開發

2.1 獨立型氣輪-風能混合式系統架構 圖 1 為一個獨立型氣輪－風能混合式系統的架構。此系統的組件包括氣輪機（Gas Turbine）、風力機 （Wind Turbine）、同步發電機（Synchronous Generator）、激磁系統（Excitation System）、感應電機（Induction Machine）、變壓器（Power Transformer）、功因補償電容器組（Pf Compensation Capacitor Bank）、以及集總 的靜態負載（Lumped Static Load）。

圖 1 獨立型氣輪－風能混合式系統架構圖

2.2 軟體工具

本論文的模擬是利用建構在 MATLAB 環境下的模擬軟體 Simulink 來完成的。在 Simulink 環境下有許 多不同領域的工具箱，例如電力系統工具箱（SimPowerSystems）、航空學工具箱（Aerospace Blockset）、數 位訊號處理工具箱（DSP Blockset）、通訊系統工具箱（Communications Blockset）、模糊邏輯工具箱（Fuzzy Logic Toolbox）、神經網路工具箱（Neural Network Blockset）等可運用在許多的動態模擬[30]。本論文主要 是使用 SymPowerSystems，在該工具箱中內建了許多常用的電力系統模組，可以方便的運用在電力系統的 各種動態模擬[31]。此外，該工具箱也可以與使用者自行開發的模組相容，以滿足各種不同模擬的需求 [32-35]。 2.3 氣輪機模組 圖 2(a)為簡化的氣輪機模組圖像，輸入端為參考轉速（wref）、同步發電機轉速（wr）、燃料輸入（F）、 以及參考功率（Pref），輸出端為機械功率（Tout）。圖 2(b)為氣輪機模組內部架構，包含調速系統（Speed governor system）、燃料系統（Fuel system）、以及氣輪原動機（Gas turbine）等模組。

(a)圖像 (b)內部架構 圖 2 氣輪機模組圖像與內部架構圖 2.4 風力模組 風力模組主要目的是將風速以模組方式呈現出來。風速變化具有隨機性，在 Simulink 中恰好有合適的 的模組可以用來呈現這種特性。圖 3 為風力模組的圖像及參數視窗。只要輸入適當的參數即可產生隨機的 風速，做為風力機功率特性模組的輸入。 圖 3 風力模組圖像與參數視窗 2.5 同步發電機模組 基礎型同步發電機模組的輸入端 Pm 為原動機機械功率，Vf 為激磁電壓，輸出端 A、B、C 為定子三相 電壓，m_pu 為輸出資料端，可連接到量測元件。此模組可選擇轉子型式（Rotor type）為圓形（Round）轉 子或是凸極式（Salient-pole）轉子。輸入參數包括額定容量（Pn）、線電壓（Vn）、頻率（fn）、定子電阻（Rs）、 定子漏電感（Ll）、d 軸磁化電感（Lmd）、q 軸磁化電感（Lmq）、磁場電阻（Rf）、磁場漏電感（Llfd）、d 軸阻尼電阻（Rkd）、q 軸阻尼漏電感（Llkd）、q 軸阻尼電阻（Rkq1）、q 軸阻尼漏電感（Llkq1）、慣性常數 （H）、轉軸阻尼係數（F）、極對（p）、以及初始條件（Init. cond.）。

2.6 激磁系統模組

激磁系統模組的輸入端分別為電壓參考值（vref）、d 軸電壓（vd）、q 軸電壓（vq）、穩定器信號（vstab）， 輸出為激磁電壓（Vf）。此模組的參數包括低通濾波器時間常數（Tr）、調節器增益（Ka）、調節器時間常數 （Ta）、激磁機增益（Ke）、及時間常數（Te）、暫態增益衰減常數（Tb, Tc）、阻尼濾波器增益（Kf）、時間 常數（Tf）、調節器輸出限制（Efmax, Efmin）、調節器輸出增益（Kp）、以及初始值（Initial values）。 2.7 感應電機模組

感應電機模組的輸入端 A、B、C 為定子三相電壓，輸出端 a、b、c 為轉子側接點，Tm 為輸入機械轉 矩，m 為輸出資料端，可連接到量測元件。此模組可依感應電動機型式而設定不同的參數，包括轉子型式 （Rotor type）、參考軸（Reference frame）、感應電機額定容量（Pn）、線電壓（Vn）、頻率（fn）、定子電阻 （Rs）、定子漏電感（Lls）、轉子電阻（Rr’）、轉子漏電感（Llr’）、磁化電感（Lm）、慣量常數（H）、機械 阻尼係數（F）、極對（p）、以及初始條件（Initial conditions）。 2.8 三相變壓器模組 三相變壓器模組的輸入端 A、B、C 為變壓器一次側三相電壓，輸出端 a、b、c 為二次側三相電壓。此 模組的參數包括額定容量（Pn）、頻率（fn）、一次側繞組結線方式（Winding 1 connection）、一次側繞組線 電壓（V1 Ph-Ph）、一次側繞組電阻（R1）、一次側繞組漏電感（L1）、二次側繞組結線方式（Winding 2 connection）、二次側繞組線電壓（V2 Ph-Ph）、二次側繞組電阻（R2）、二次側繞組漏電感（L2）、磁化電阻 （Rm）、以及磁化電感（Lm）。 2.9 靜態負載模組 靜態負載模組的輸入端 A、B、C 為三相電壓。此模組的參數包括額定線電壓（Vrms）、額定頻率（fn）、 電阻性負載（P）、電感性負載（Ql）、以及電容性負載（Qc）。

3. 動態特性模擬

3.1 SimPowerSystems 模組架構 圖 4 為使用 SimPowerSystems 開發的模組，主要包括四部分－A 部分為兩套氣輪發電系統，B 部分為 三個負載，C 部份為電動機組，D 部分為三套風能發電系統。 3.2 模擬時序圖 圖 5 為模擬的時序圖。此模擬的要點為負載順序投入，20 秒時風能發電系統陸續加入運轉，總模擬時 間 50 秒。系統組件投入後負載容量對發電容量的比值列於表 1 中。 3.3 模擬結果 圖 6~11 為系統變數變動的情形。由於兩套氣輪發電系統的架構與參數都相同，因此僅呈現其中一部的 特性。 20 秒之前，電動機與靜態負載陸續投入。圖 6(a)顯示隨著負載的投入，特別是感應電動機起動時，同 步發電機的端電壓會下降，這是因為發電機供應的虛功率增加。圖 6(b)顯示由於發電機端電壓下降，導致 激磁電壓上昇，這種現象在負載投入時特別明顯。圖 6(c)顯示氣輪機的轉速會因為負載實功率的增加而下 降。圖 6(d)顯示由於氣輪機轉速下降，經由調速機的控制，使得它的輸出機械功率增加。圖 7~9 顯示感應 電動機的轉矩明顯的受到端電壓變動的影響，轉速則受到電動機負載的影響較大。圖 10 顯示靜態負載的電 壓、電流、實功率、以及虛功率都受到匯流排電壓變動的影響。

20 秒之後，風力機陸續加入運轉。圖 6(a)顯示風力機投入時造成發電機端電壓約有 0.05pu 的暫態變動， 但其影響程度不如大容量電動機啟動的影響。圖 6(b)顯示由於發電機端電壓的變動，導致激磁電壓增加 1.0pu。圖 6(g)顯示由於風力機提供實功率，使得發電機供應的實功率減少。圖 6(h)顯示發電機供應的虛功 率僅略微增加，這是由於感應發電機裝設了功因補償電容器組。圖 7~10 顯示風力機投入時對感應電動機與 靜態負載會造成的影響，這是因為這兩種負載會受到端電壓變動的影響。圖 11 顯示風力機動態特性，感應 發電機最後的轉速高於 1.0pu。 圖 4 獨立型氣輪-風能混合式系統 SimPowerSystems 模組架構圖 表 1 系統組件投入後負載容量與供電容量變化情形 時間點(秒) 發電容量(MVA) 負載容量(MVA) 負載容量/發電容量(%) 0 84.5 3.7 4.37 2.0 84.5 6.7 7.93 4.0 84.5 8.7 10.30 6.0 84.5 27.2 32.19 10.0 84.5 45.2 53.50 14.0 84.5 60.2 71.24 18.0 84.5 75.2 89.01 20.0 84.5 70.7 83.67 24.0 84.5 66.2 78.34 28.0 84.5 61.7 73.02

圖 5 模擬時序圖

4. 結論與未來研究方向

本論文主要在探討一個獨立型氣輪－風能混合式系統在負載變動情形下的動態特性。研究範圍除了系 統組件的數學模型推導外，也包含了相對應的 SimPowerSystems 模組開發以及進一步的動態特性模擬與分 析。 研究結果顯示在負載依序投入時，同步發電機的端電壓會隨著負載的投入而下降，激磁電壓則會上昇； 氣輪機的轉速會因為負載實功率的增加而下降，經由調速機的控制，使得它的輸出機械功率增加。其次， 感應電動機的轉矩明顯的受到端電壓變動的影響，轉速則受到電動機負載的影響較大。此外，靜態負載的 電壓、電流、實功率、以及虛功率都受到匯流排電壓變動的影響。 當風能發電系統加入運轉時，會造成同步發電機端電壓有暫態變動。雖然其影響程度不如大容量電動 機啟動的影響，卻也導致激磁電壓增加。風力機提供實功率，使得氣輪發電機系統供應的實功率減少。再 者，雖然感應發電機裝設了功因補償電容器組，仍然吸收了虛功率。每一套風力機的風速不同，因此輸出 功率不同，而且感應發電機最後的轉速也都高於同步轉速。此外，風力機投入時對感應電動機與靜態負載 會造成某種程度的影響。整體而言，此架構在這種運轉情況下系統變數變動情形都是可以接受的。本研究 最大的價值是可做為此類型系統規劃、運轉、以及擴充的重要參考。

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.9 0.95 1 1.05 時 間 (秒 ) GT S G1 端電壓 (a) GTSG1 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) GT S G1 電磁功率 (e) GTSG1 電磁功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 時 間 (秒 ) GT S G1 激磁電壓 (b) GTSG1 激磁電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 時 間 (秒 ) 13. 8k V 匯流排 A 相電 流 (f) GTSG1 A 相電流 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.975 0.98 0.985 0.99 0.995 1 1.005 1.01 1.015 1.02 1.025 時 間 (秒 ) GT S G1 轉速 (c) GTSG1 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 時 間 (秒 ) 13 .8k V 匯流排實功率 (g) 13.8kV 匯流排實功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 時 間 (秒 ) GT S G1 輸入機械功率 (d) GTSG1 輸入機械功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 時 間 (秒 ) 13 .8k V 匯流排虛功率 (h) 13.8kV 匯流排虛功率 圖 6 氣輪機與 13.8kV 匯流排變數變動情形

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 時 間 (秒 ) Mo to r1 轉矩 (a) Motor1 轉矩 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 時 間 (秒 ) Mo to r2 轉矩 (e) Motor2 轉矩 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r1 轉速 (b) Motor1 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r2 轉速 (f) Motor2 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r1 端電壓 (c) Motor1 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r2 端電壓 (g) Motor2 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 時 間 (秒 ) Mo to r1 A 相電流 (d) Motor1 A 相電流 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 時 間 (秒 ) Mo to r2 A 相電流 (h) Motor2 A 相電流 圖 7 Motor1 與 Motor2 變數變動情形

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 時 間 (秒 ) Mo to r4 轉矩 (a) Motor4 轉矩 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 時 間 (秒 ) Mo to r5 轉矩 (e) Motor5 轉矩 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r4 轉速 (b) Motor4 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r5 轉速 (f) Motor5 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r4 端電壓 (c) Motor4 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r5 端電壓 (g) Motor5 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 時 間 (秒 ) Mo to r4 A 相電流 (d) Motor4 A 相電流 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 時 間 (秒 ) Mo to r5 A 相電流 (h) Motor5 A 相電流 圖 8 Motor4 與 Motor5 變數變動情形

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 時 間 (秒 ) Mo to r6 轉矩 (a) Motor6 轉矩 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 時 間 (秒 ) Mo to r7 轉矩 (e) Motor7 轉矩 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r6 轉速 (b) Motor6 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r7 轉速 (f) Motor7 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r6 端電壓 (c) Motor6 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) Mo to r7 端電壓 (g) Motor7 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 時 間 (秒 ) Mo to r6 A 相電流 (d) Motor6A 相電流 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 時 間 (秒 ) Mo to r7 A 相電流 (h) Motor7 A 相電流 圖 9 Motor6 與 Motor7 變數變動情形

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 時 間 (秒 ) (a) SL1 實功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 時 間 (秒 ) SL 2 實功率 (e) SL2Tr 一次側實功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.08 0.085 0.09 0.095 0.1 0.105 0.11 0.115 0.12 時 間 (秒 ) SL 1 虛功率 (b) SL1 虛功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 時 間 (秒 ) SL 2 虛功率 (f) SL2Tr 一次側虛功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.9 0.95 1 1.05 時 間 (秒 ) SL 1 端電壓 (c) SL1 端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.9 0.95 1 1.05 時 間 (秒 ) SL 2 T r 二次側端電壓 (g) SL2Tr 二次側端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) S L1 A 相電流 (d) SL1 A 相電流 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 時 間 (秒 ) S L2T r A 相電流 (h) SL2Tr A 相電流 圖 10 SL1 與 SL2Tr 變數變動情形

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 時 間 (秒 ) WT 1 T r 一次側實功率 (a) WT1Tr 一次側實功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 7 8 9 10 11 12 13 14 15 時 間 (秒 ) 風速一 (e) WT1 風速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 時 間 (秒 ) WT 1 T r 一次側虛功率 (b) WT1Tr 一次側虛功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 時 間 (秒 ) WT 1 的輸入功率 (f) WT1 輸入功率 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 時 間 (秒 ) WT 1 T r 二次側端電壓 (c) WT1Tr 二次側端電壓 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 時 間 (秒 ) WT IG 1 機械轉矩 (g) WTIG1 機械轉矩 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.995 1 1.005 1.01 1.015 1.02 1.025 1.03 時 間 (秒 ) WT IG 1 轉速 (d) WTIG1 轉速 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 時 間 (秒 ) WT IG 1 轉矩 (h) WTIG1 電磁轉矩 圖 11 風力機 WT1 變數變動情形

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