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研究生: 王敬富
Wang, Ching-Fu
論文名稱: 臺灣2030年再生能源發電不同情境下電網壅塞分析
Analysis of grid congestion under different scenarios of renewable energy generation in Taiwan 2030.
指導教授: 張簡樂仁
Chang-Chien, Le-Ren
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 79
中文關鍵詞: 2030年高再生能源輸電線壅塞整合資源規劃
外文關鍵詞: High Renewable Energy in 2030, Transmission Line Congestion, Integrated Resource Planning
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  • 臺灣邁向2050年淨零碳排路徑中,在2030年需達到再生能源27~30%、燃煤20%、燃氣50%的目標,未來將會有大量再生能源併入現有電網,可想而知目前的電網架構將會面臨前所未有的挑戰。藉由整合資源規劃的方式進行再生能源的估算與模擬,得出符合現階段社會需求與電業排程的推估值,將此結果選出一年中最具代表性的六週執行電網分析,由此得知各燃料別機組的出力狀況,以及輸電線的壅塞情形與成因,接著提出一套方式來評估擴增壅塞線路的必要。在模擬電網的過程中,本論文發現鄰近離岸風電的電網較常發生線路壅塞,需要針對壅塞線路做適當的擴線處理,並且由已擴增線路的模擬驗證紓解壅塞的效應。

    In Taiwan's pursuit of achieving net-zero carbon emissions by 2050, the generation portfolio for 2030 includes 27-30% renewable energy, 20% coal, and 50% natural gas. However, integrating more renewable energy into the power grid poses significant challenges to the current infrastructure. To address this issue, integrated resource planning is used to estimate and simulate renewable energy generation in order to meet social demands and industry schedule. To analyze the power grid output of different fuel types and identify congestion in transmission lines, a representative six-week period is selected. The findings from these simulations reveal that line congestion frequently occurs near offshore wind farms. Consequently, it becomes necessary to expand these congested lines appropriately. In light of this need for expansion, a method is proposed to assess the extent of expansion required for congested lines. Further simulations are conducted to validate the effectiveness of expanding these lines in relieving congestion.

    摘要 I Abstract II SUMMARY III 誌謝 IX 目錄 X 表目錄 XIII 圖目錄 XIV 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 文獻回顧 2 1.4 研究方法 4 1.5 論文章節概要 6 第二章 電業的整合資源規劃(Integrated Resource Planning, IRP)介紹 8 2.1 前言 8 2.2 整合資源規劃(Integrated Resource Planning, IRP) 9 2.3 本論文的模型 12 2.4 考量因子 16 第三章 PLEXOS建置模型與OPF計算方式介紹 18 3.1 PLEXOS軟體與模型介紹 18 3.1.1 PLEXOS軟體介紹 18 3.1.2 建模介紹 18 3.2 模型比較 22 3.3 PCM(Production Cost Model)架構與電網結構 26 3.3.1 PCM(Production Cost Model)架構介紹 26 3.3.2 2030年臺灣電網架構 28 3.4 OPF(Optimal Power Flow)的計算 30 3.4.1 介紹 30 3.4.2 計算方式 30 第四章 再生能源計算與壅塞分析 34 4.1 太陽光電計算方式 34 4.1.1地面型太陽光電 34 4.1.2屋頂型太陽光電 38 4.2 風力發電計算方式 41 4.2.1陸域風力發電計算 41 4.2.2離岸風力發電計算 42 4.3 針對壅塞線路提出解決方式 44 第五章 2030年排程模擬與線路壅塞分析 47 5.1 前言 47 5.2 2030年太陽能中推估情境下機組發電狀況 48 5.2.1 農曆新年機組狀況 48 5.2.2 夏季機組狀況 49 5.2.3 冬季機組狀況 51 5.2.4 小結 52 5.3 線路壅塞分析 53 5.3.1 彰芳暨西島離岸風場 55 5.3.2 頭份-營盤區域電網 58 5.3.3 彰濱區域電網 61 5.3.4 大城區域電網 63 5.3.5 彰工區域電網 65 5.3.6小結 66 5.3.7 2030年太陽能中推估電網擴線成效 67 5.4 2030年太陽能高推估電網可行性 71 第六章 結論與未來展望 75 6.1 結論 75 6.2 未來展望 77 參考文獻 78

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