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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 劉志文(Chih-Wen Liu) | |
| dc.contributor.author | Jun-Han Lin | en |
| dc.contributor.author | 林君翰 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2022-11-24T03:28:07Z | - |
| dc.date.available | 2021-09-02 | |
| dc.date.available | 2022-11-24T03:28:07Z | - |
| dc.date.copyright | 2021-09-02 | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.date.submitted | 2021-08-24 | |
| dc.identifier.citation | [1]Forecast International, “PowerWeb Renewable Energy,” http://www.fi-powerweb.com/Renewable-Energy.html [2]B. Kroposki, B. Johnson, Y. Zhang, V. Gevorgian, P. Denholm, B. M. Hodge, B. Hannegan, “Achieving a 100% Renewable Grid: Operating Electric Power Systems with Extremely High Levels of Variable Renewable Energy,” IEEE Power and Energy Magazine, vol. 15, no. 2, pp. 61-73, March 2017. [3]國家發展委員會,“綠能政策目標、未來規劃及執行現況書面報告,”中華民國105年6月。 https://ws.ndc.gov.tw/001/administrator/10/relfile/5653/26083/1050622%e7%b6%a0%e8%83%bd%e6%9b%b8%e9%9d%a2%e5%a0%b1%e5%91%8a.pdf [4]U. Tamrakar, D. Shrestha, et al, “Virtual inertia: Current trends and future directions,” Applied Sciences, vol. 7, no. 7, pp. 654, June 2017. [5]M. M. Hussein, et al,“Control of a stand-alone variable speed wind energy supply system,” Applied Sciences, vol. 3, no. 2, pp. 437-456, April 2013. [6]R. Yan, et al,“The combined effects of high penetration of wind and PV on power system frequency response,” Applied Energy, vol. 145, pp. 320-330, May 2015. [7]J. Fang, H. Li, Y. Tang, F. Blaabjerg, “On the inertia of future more-electronics power systems,” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 7, no. 4, pp. 2130-2146, Dec. 2019. [8]K. Dehghanpour, S. Afsharnia, “Electrical demand side contribution to frequency control in power systems: a review on technical aspects,”Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 41, pp. 1267-1276, Jan. 2015. [9]A. Delavari, I. Kamwa, “Virtual inertia-based load modulation for power system primary frequency regulation,” 2017 IEEE Power Energy Society General Meeting, pp. 1-5, July 2017. [10]N. Soni, S. Doola, M. C. Chandorkar, “Improvement of transient response in microgrids using virtual inertia,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 28, no. 3, pp. 1830-1838, July 2013. [11]A. Molina-García, F. Bouffard, D. S. Kirschen, “Decentralized demand-side contribution to primary frequency control,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 26, no. 1, pp. 411-419, Feb. 2011. [12]R. Azizipanah-Abarghooee, M. Malekpour, “Smart induction motor variable frequency drives for primary frequency regulation,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 35, no. 1, pp. 1-10, March 2020. [13]J. Carmona-S´anchez, M. Barnes, J. M. Apsley, “Virtual energy storage: converting an AC drive to a smart load,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 33, no. 3, pp. 1342-1353, Sep. 2018. [14]D. Chakravorty, B. Chaudhuri, S. Y. R. Hui, “Rapid frequency response from smart loads in Great Britain power system,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 8, no. 5, pp. 2160-2169, Sep. 2017. [15]H. Zhao, G.Zhu, C.Xu, “A novel frequency control strategy of micro-source based on the secondary frequency regulation of power system,” 2012 China International Conference on Electricity Distribution, pp. 1-6, Sep. 2012. [16]經濟部能源局,“107年度全國電力資源供需報告,”中華民國108年1月。 [17]林素琴,“2014-2018年我國住宅部門電力應用分析”, 2019. [18]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,”國立中山大學電機工程學系碩士論文, 2010. [19]G. Ramtharan, J. B. Ekanayake and N. Jenkins, 'Frequency support from doubly fed induction generator wind turbines,' IET Renewable Power Generation, vol. 1, no. 1, pp. 3-9, March 2007. [20]台電電力調度處調度模擬組, “電力品質控制成果報告,”中華民國106年1月。 [21]賴棹沅,“應用快速反應備轉容量抑制發電機跳脫衝擊之策略,”國立臺灣大學電機工程學系博士論文, 2020. [22]P. Kundur, “Power system stability and control” McGraw-Hill, New York, 1994. [23]E. Vaahedi, H. M. Z. El-Din, W.W. Price, “Dynamic load modeling in large scale stability studies,’’ IEEE Transactions on Power Systems, vol. 3, no. 3, pp. 1039-1045, Aug. 1988. [24]W. W. Price, H. D. Chiang, et al, “Load representation for dynamic performance analysis,’’ IEEE Transactions on Power Systems (Institute of Electrical and Electronics Engineers); (United States), vol. 8, no. 2, May 1993. [25]Classification of Electric Motors http://www.electrical-knowhow.com/2012/05/classification-of-electric-motors.html [26]游以成, “內藏式永磁同步馬達在弱磁控制策略下之PDFF控制器設計,” 國立交通大學機械學系碩士論文, 2013. [27]W. C. Duesterhoeft, M. W. Schulz and E. Clarke, “Determination of Instantaneous Currents and Voltages by Means of Alpha, Beta, and Zero Components,’’ in Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, vol. 70, no. 2, pp. 1248-1255, July 1951. [28]陳桂村, “IPMSM全區間(MTPA FW)速度操作特性分析” [29]張繼, “氮化鎵功率元件於永磁同步馬達驅動之研究,” 國立臺灣大學工學院工程科學及海洋工程學系碩士論文, 2018. [30]劉呈軒,“應用於電動機車之永磁同步電動機控制策略研究,”國立臺灣大學電機工程學系碩士論文, 2020. [31]U. Tamrakar, D. Galipeau, et al, “Improving transient stability of photovoltaic-hydro microgrids using virtual synchronous machines,” 2015 IEEE Eindhoven PowerTech, pp. 1-6, June 2015. [32]B. Wu, Y. Lang, et al, “Power Conversion and Control of Wind Energy Systems” Wiley-IEEE Press, 2011. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/81051 | - |
| dc.description.abstract | 近年來由於全球能源政策的轉型，使得許多燃煤及核能電廠紛紛退役，而在電力系統中，電力電子裝置與再生能源佔比逐年提高，但這些裝置無法提供慣量，導致電力系統轉動慣量逐年降低。當電力系統發生嚴重事故時，系統頻率將會在短時間內發生劇烈變化，甚至觸動低頻卸載。若負載端可以參與頻率調節，以需量反應及傳統發電機組一次頻率響應的概念為基礎，將變頻負載結合電力電子相關技術，來達到提供虛擬負載阻尼的作用，增加電力系統穩定度。故本論文之主要目的在於設計應用於變頻負載之永磁同步電動機，亦開發基於垂降控制的虛擬負載阻尼控制器，透過控制器可依據各地區頻率來實時調節變頻負載輸出功率，並且在不需中斷負載及影響用戶感受度的情況下來參與頻率調節。使系統頻率符合本論文之法規標準與限制條件，也避免觸碰到低頻電驛，造成停電事故。 本論文以台電常使用的PSS/E(Power System Simulation for Engineering)模擬資料，將台灣以分區方式統計發電量及負載量，於MATLAB/Simulink軟體中建立一個15-匯流排的簡化台灣電力系統架構。將其目前市面上實際較常使用的變頻家電(例如:大型商業大樓空調、家用冷氣及冰箱)佔比，納入作為設計變頻負載的比重。模擬簡化台灣電網於穩態運轉時，遭受到一大型負載變動量之頻率響應特性，驗證所設計的虛擬負載阻尼控制器在不同控制策略下對於變頻負載參與電力系統調節頻率的有效性。 | zh_TW |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2022-11-24T03:28:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 U0001-2308202112191300.pdf: 6230429 bytes, checksum: da6bcc120ff28b1acf2952017111f0eb (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 vi 圖目錄 ix 表目錄 xii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 研究目的與方法 5 1.4 章節摘要 6 第二章 簡化台灣電力系統架構 8 2.1 前言 8 2.2 電力系統頻率控制方式與規定 10 2.3 同步發電機頻率控制數學模型 12 2.4 輸電線模型參數設計 13 2.5 負載模型 13 第三章 應用於變頻負載之永磁同步電動機 16 3.1 前言 16 3.2 電動機種類介紹及永磁同步電動機優點 16 3.3 永磁同步電動機械結構 17 3.4 座標軸轉換 19 3.4.1 靜止座標軸系統轉換 19 3.4.2 同步旋轉座標軸系統轉換 21 3.5 永磁同步電動機數學模型 24 3.6 空間向量脈波寬度調變 29 3.7 磁場導向控制 39 第四章 虛擬負載阻尼控制策略設計 41 4.1 前言 41 4.2 虛擬慣量控制架構 42 4.2.1 基於同步發電機(SG)模型架構-同步轉換器 44 4.2.2 基於搖擺方程式架構-ISE Labs 46 4.2.3 基於頻率-功率響應架構-虛擬同步發電機(VSG) 47 4.2.4 基於垂降控制架構 48 4.3 基於垂降控制之虛擬負載阻尼控制器設計 51 4.3.1 虛擬負載阻尼控制器應用於變頻負載架構設計 51 4.3.2 垂降增益之設計 55 4.3.3 加入固定積分增益於虛擬負載阻尼控制器 55 4.3.4 結合協調控制策略之垂降控制應用 56 第五章 模擬結果與分析 58 5.1 前言 58 5.2 模擬架構 58 5.3 固定垂降增益虛擬負載阻尼控制器 64 5.3.1 負載變動量∆P_Load增加140MW 64 5.3.2 相同負載變動量下不同垂降增益之比較 71 5.4 加入固定積分增益於虛擬負載阻尼控制器 75 5.4.1 負載變動量∆P_Load增加140MW 75 5.5 結合協調控制策略於虛擬負載阻尼控制器 80 5.5.1 南部負載變動量∆P_Load增加140MW 80 5.5.2 北部負載變動量∆P_Load增加140MW 85 第六章 結論與未來研究方向 90 6.1 結論 90 6.2 未來研究方向 91 參考文獻 92 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 變頻負載 | zh_TW |
| dc.subject | 永磁同步電動機 | zh_TW |
| dc.subject | 需量反應 | zh_TW |
| dc.subject | 磁場導向控制 | zh_TW |
| dc.subject | 頻率調節 | zh_TW |
| dc.subject | 垂降控制 | zh_TW |
| dc.subject | 虛擬負載阻尼 | zh_TW |
| dc.subject | Droop control | en |
| dc.subject | Virtual load damping | en |
| dc.subject | Variable-frequency load | en |
| dc.subject | Permanent magnet synchronous motor | en |
| dc.subject | Demand response | en |
| dc.subject | Field-oriented control | en |
| dc.subject | Frequency regulation | en |
| dc.title | 垂降控制應用於變頻負載之虛擬負載阻尼研究 | zh_TW |
| dc.title | Research on Virtual Load Damping of Droop Control Applied to Variable-Frequency Load | en |
| dc.date.schoolyear | 109-2 | |
| 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 | 虛擬負載阻尼,變頻負載,永磁同步電動機,需量反應,磁場導向控制,頻率調節,垂降控制, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Virtual load damping,Variable-frequency load,Permanent magnet synchronous motor,Demand response,Field-oriented control,Frequency regulation,Droop control, | en |
| dc.relation.page | 95 | |
| dc.identifier.doi | 10.6342/NTU202102613 | |
| dc.rights.note | 同意授權(限校園內公開) | |
| dc.date.accepted | 2021-08-24 | |
| 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 | |
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