Skip navigation

DSpace

機構典藏 DSpace 系統致力於保存各式數位資料(如:文字、圖片、PDF)並使其易於取用。

點此認識 DSpace
DSpace logo
English
中文
  • 瀏覽論文
    • 校院系所
    • 出版年
    • 作者
    • 標題
    • 關鍵字
    • 指導教授
  • 搜尋 TDR
  • 授權 Q&A
    • 我的頁面
    • 接受 E-mail 通知
    • 編輯個人資料
  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 電機資訊學院
  3. 電機工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/80291
完整後設資料紀錄
DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor劉志文(Chih-Wen Liu)
dc.contributor.authorWei-Fan Chenen
dc.contributor.author陳韋帆zh_TW
dc.date.accessioned2022-11-24T03:03:54Z-
dc.date.available2021-09-02
dc.date.available2022-11-24T03:03:54Z-
dc.date.copyright2021-09-02
dc.date.issued2021
dc.date.submitted2021-08-24
dc.identifier.citation[1]Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC), ”Summary for policymakers”https://www.ipcc.ch/sr15/chapter/spm/ [2]Ellabban, H.Abu-Rub, F.Blaabjerg, ”Renewable energy resources: current status, future prospects and their enabling technology”, Renew Sustain Energy Rev,39(2014), pp.748-764. [3]經濟部能源局, ”能源轉型白皮書”,中華民國109年11月。 [4]X. Li and S. Wang, 'A review on energy management operation control and application methods for grid battery energy storage systems', CSEE Journal of Power and Energy Systems,pp.1-15, June 2019. [5]H. P. Beck and R. Hesse, 'Virtual synchronous machine',Proc. 9th Int. Conf. EPQU, pp. 1-6, Oct. 2007. [6]Z. Qing-Chang, G. Weiss ”Synchronverters:Inverters That Mimic Synchronous Generators”, IEEE Transactions on Industrial Electronics,vol.58,pp.1259-1267,April 2011. [7]U. Tamrakar, D. Shrestha, M. Maharjan, BP. Bhattarai,TM. Hansen, R.Tonkoski , ”Virtual Inertia: Current Trends and Future Directions”, Basel,Switzerland: MDPI AG, Jun.2017. [8]K.Sakimoto, Y.Miura, T.Ise, ”Stabilization of a power system with a distributed generator by a Virtual Synchronous Generator function”, 8th International Conference on Power Electronics(ECCE Asia), Jeju,Korea, June 2011. [9]J. Alipoor, Y. Miura, T. Ise, “Power System Stabilization Using Virtual Synchronous Generator With Alternating Moment of Inertia”, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol.3, pp.451-458, October 2014. [10]M. Torres, Luiz A. C. Lopes, “Virtual synchronous generator: A control strategy to improve dynamic frequency control in autonomous power systems”, Energy Power Eng. , vol. 5, 2013. [11]M. Torres, L. A. C. Lopes, “Virtual synchronous generator control in autonomous wind-diesel power systems”, IEEE Electrical Power Energy Conference(EPEC),Oct. 2009. [12]S. D’ Arco, J. A. Suul, “Equivalence of Virtual Synchronous Machines and Frequency-Droops for Converter-Based MicroGrids”, IEEE Transactions On Smart Grid, vol. 5, No. 1, January 2014. [13]李泓希,“獨立系統頻控效能指標計算之頻率誤差控制目標研擬”,國立中山大電機工程學系碩士論文,2010. [14]各國低頻卸載(UFLS)方式探索 https://gordoncheng.wordpress.com/2011/10/06/%E5%90%84%E5%9C%8B%E4%BD%8E%E9%A0%BB%E5%8D%B8%E8%BC%89ufls%E6%96%B9%E5%BC%8F%E6%8E%A2%E7%B4%A2/ [15]Z. Wu, W. Gao, T. Gao, W. Yan, H. Zhang, S. Yan, X. Wang, ”State-of-the-art review on frequency response of wind power plants in power systems” , Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, vol.6, pp. 1-16, January 2018. [16]R. Hidalgo-León, D. Siguenza, C. Sanchez, J. León, P. Jácome-Ruiz, J. Wu, et al., “A survey of battery energy storage system (bess) applications and environmental impacts in power systems”,2017 IEEE Second Ecuador Technical Chapters Meeting (ETCM), pp. 1-6, Oct 2017. [17]A. Oudalov, D. Chartouni, C. Ohler, G. Linhofer, “Value Analysis of Battery Energy Storage Applications in Power Systems”, in Proc. Power Systems Conference and Exposition, pp. 2206-2211, 2006. [18]T. Gonen, “Electric Power Distribution Engineering”, 3th ed. February 11, 2014 [19]R. Tonkoski, D. Turcotte, T. H. M. EL-Fouly, “Impact of High PV Penetration on Voltage Profiles in Residential Neighborhoods”, IEEE Transactions On Sustainable Energy, vol. 3, No. 3, July 2012. [20]R. Tonkoski, L. A. C.Lopes, T. H. M. El-Fouly, “Coordinated Active Power Curtailment of Grid Connected PV Inverters for Overvoltage Prevention”, IEEE Transactions On Sustainable Energy, vol. 2, No. 3, April 2011. [21]M. Uddin, M. F. Romlie. M. F. Abdullah, S. A. Halim, A. H. A. Bakar, T. C. Kwang, “A review on peak load shaving strategies”, Renew. Sustain. Energy Rev., 82(2018), pp. 3323-3332. [22]L. S. Xavier, W. C. S. Amorim, A. F. Cupertino, V. F. Mendes, W. C. do Boaventura H. A. Pereira, “Power converters for battery energy storage systems connected to medium voltage systems: a comprehensive review”, BMC Energy 2019. [23]陳翊瑋, “雙饋式感應風力發電機之粒子群優法自調式頻率控制器設計”, 台灣大學電機所碩士論文, 2019. [24]N. Mohan, T. M. Undeland, et al., Power Electronics. John Wiley and Sons, Inc, 2003. [25]劉昌煥, “交流電機控制”, 東華書局, 2008. [26]Different PWM Waveforms Generation for 3-Phase AC Induction Motor with XC164CS, Application Note, V1.0, July 2006. https://www.infineon.com/dgdl/AP1609710_different_PWM_for_three_phase_ACIM.pdf?fileId=db3a304412b407950112b40a1bf20453 [27]M. Guan, W. Pan, J. Zhang, Q. Hao, J. Cheng, X. Zheng, “Synchronous Generator Emulation Control Strategy for Voltage Source Converter (VSC) Stations”, IEEE Transactions On Power Systems, vol. 30, No. 6, November 2015. [28]Siemens Power Technologies International, PSSE MODEL LIBRARY, Ooc. 2010 [29]Math Work(R2021a), ”Generic battery model”https://www.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/battery.html?s_tid=sr
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/80291-
dc.description.abstract由於大量再生能源佔比下的電力系統存在著慣量不足的問題,故本論文主要目的為建設一基於垂降控制之虛擬慣量控制策略的併網型電池儲能系統,在系統發生事故或干擾時,電氣上能夠模仿傳統同步機的慣性行為,即時的放電或充電,避免頻率產生過大的變化,導致低頻卸載,造成停電。 首先介紹了電力系統中頻率控制機制,說明系統發生擾動時是如何將頻率控制在適當的範圍。並概述了不同電池的優缺點,且介紹了電池儲能系統的硬體架構以及在電力系統中的各種應用。 接著推導了電池儲能系統中電壓源轉換器的數學模型,得到一電流電壓控制迴路,接著由垂降控制產生一相角命令,產生一六臂開關信號來控制轉換器,達到虛擬慣量的效果。 最後利用Matlab/Simulink軟體進行模擬,將建設好的電池儲能系統與一簡化版台灣電力系統模型連接,模擬了電池的充放電功能並將系統加載、減載,比較與沒有電池儲能系統下的頻率響應,驗證所提出垂降控制之可行性與有效性。zh_TW
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2022-11-24T03:03:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1
U0001-2906202110401300.pdf: 4587731 bytes, checksum: 12772123e36ee7600e8fbca0ba7b763f (MD5)
Previous issue date: 2021
en
dc.description.tableofcontents口試委員會審定書 i 致謝 ii 摘要 iii ABSTRACT iv 目錄 v 圖目錄 ix 表目錄 xii 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2相關文獻回顧 3 1.3 研究目的與方法 5 1.4 論文架構 6 第二章 電力系統之頻率調節 8 2.1 前言 8 2.2 慣性響應(Inertial Response) 10 2.3 調速機響應(Governor Response) 10 2.4 二次控制(Secondary Control) 11 第三章 應用於電網之電池儲能系統 13 3.1 前言 13 3.2 電池種類[4][16][17] 13 3.2.1 鉛酸電池(Lead-acid battery) 13 3.2.2 鈉硫電池(Sodium-sulfur battery) 13 3.2.3 釩液流電池(Vanadium redox battery) 14 3.2.4 鋰離子電池(Li-Ion battery) 14 3.3 電池儲能系統在電網中的應用 15 3.3.1 平滑功率的波動(Smooth power output fluctuation) 16 3.3.2 輸出跟蹤與經濟調度(Output tracking and economic dispatch) 16 3.3.3 頻率調節(Frequency regulation) 17 3.3.4 旋轉備轉容量(Spinning reserve) 17 3.3.5 輸電線擁塞緩解(Transmission congestion relief) 17 3.3.6 輸配電系統延緩升級(Transmission and distribution upgrade deferral) 17 3.3.7 電壓調節(Voltage regulation) 18 3.3.8 削峰填谷(Peak shaving) 19 3.4 BESS連接至電網之轉換器架構[22] 21 第四章 用於虛擬慣量之垂降控制策略 23 4.1 同步旋轉座標軸轉換(Park’s Transformation)[23] 23 4.2 SPWM脈波寬度調變[24] 27 4.3 電壓源轉換器數學模型建立 31 4.4 內部控制迴路(Inner Control Loop) 34 4.5 P-ω垂降控制(Droop Control) 39 4.5.1 VSC連接至電網等效電路圖 39 4.5.2 垂降控制 41 4.5.3 垂降斜率m值選定 43 4.5.4 實時修改斜率之垂降控制 44 第五章 模擬情境與結果討論 46 5.1 前言 46 5.2 模擬架構 46 5.2.1 發電機參數 48 5.2.2 輸電線參數 54 5.2.3 負載參數 56 5.2.4 電池儲能系統之參數 57 5.3 模擬結果 59 5.3.1 電池儲能系統充放電功能驗證 59 5.3.2 固定斜率加載∆PLoad=35MW(m=6e-7) 64 5.3.3 固定斜率減載∆PLoad=35MW (m=6e-7) 68 5.3.4 不同斜率比較:加載35MW 72 5.3.5 實時修改斜率與固定斜率比較 78 第六章 結論與未來研究方向 84 6.1 結論 84 6.2 未來研究方向 85 參考文獻 86
dc.language.isozh-TW
dc.subject垂降控制zh_TW
dc.subject再生能源zh_TW
dc.subject頻率控制zh_TW
dc.subject電池儲能系統zh_TW
dc.subject虛擬慣量zh_TW
dc.subject電壓源逆變器zh_TW
dc.subjectRenewable energyen
dc.subjectDroop controlen
dc.subjectVoltage source inverteren
dc.subjectVirtual inertiaen
dc.subjectBattery energy storage systemen
dc.subjectFrequency controlen
dc.title基於垂降控制之電池儲能系統虛擬慣量控制策略zh_TW
dc.titleVirtual Inertia Control Strategy of Battery Energy Storage System Based on Droop Controlen
dc.date.schoolyear109-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee黃世杰(Hsin-Tsai Liu),張簡樂仁(Chih-Yang Tseng),張文恭
dc.subject.keyword再生能源,頻率控制,電池儲能系統,虛擬慣量,電壓源逆變器,垂降控制,zh_TW
dc.subject.keywordRenewable energy,Frequency control,Battery energy storage system,Virtual inertia,Voltage source inverter,Droop control,en
dc.relation.page89
dc.identifier.doi10.6342/NTU202101184
dc.rights.note同意授權(限校園內公開)
dc.date.accepted2021-08-24
dc.contributor.author-college電機資訊學院zh_TW
dc.contributor.author-dept電機工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:電機工程學系

文件中的檔案:
檔案 大小格式 
U0001-2906202110401300.pdf
授權僅限NTU校內IP使用(校園外請利用VPN校外連線服務)
4.48 MBAdobe PDF
顯示文件簡單紀錄


系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。

社群連結
聯絡資訊
10617臺北市大安區羅斯福路四段1號
No.1 Sec.4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C. 106
Tel: (02)33662353
Email: ntuetds@ntu.edu.tw
意見箱
相關連結
館藏目錄
國內圖書館整合查詢 MetaCat
臺大學術典藏 NTU Scholars
臺大圖書館數位典藏館
本站聲明
© NTU Library All Rights Reserved