本論文主要探討風力發電對澎湖離島地區發電成本之影響，為有效掌握澎湖離島地區用戶負載特性及其系統負載組成，以負載特性調查研究分析方法，推導住宅、商業及工業等類型用戶標準化負載模型，配合用戶資訊系統(CIS)售電資料，推估各類型用戶負載模型及系統負載組成，據以探討各類型用戶對系統尖離峰負載貢獻度。並探討溫度變化對系統負載之影響程度，根據統計學之方法，推估溫升後負載變化量及新的負載組成。
由於風力發電風速的隨機性及不確定性，本論文以模糊模型來擬合風力機組風速與發電量的非線性數學模式。因此，本論文提出以模糊集合理論為基礎，建構一套模糊風力發電模型，依據當地氣象風速資料來推論風力機組發電量，將風力發電與柴油發電併聯整合於電力系統發電調度與運轉中，計算風力發電機組可取代之柴油機組發電成本。而負載特性調查所推估之電力系統負載需求，則是提供風力-柴油機組發電系統發電量依據。為驗證本論文所提方法的有效性及可行性，將以澎湖風力發電系統為例，應用當地2003年每小時風速資料，進行統計分析及電腦模擬。結果顯示風力發電，不但能經濟有效替代柴油發電成本，且具有部份淨尖峰供電能力。
本論文研究之成果，希望藉以提供電業探討風力發電的能源效益及誘因參考，並且幫助評估風力發電在台灣發展的可行性與可能帶來的效益。

This thesis is to investigate the impact of wind power generation to the generation cost of Peng-Hu offshore islands. To find the load characteristics and load composition of Peng-Hu area, the load survey study has been performed to derive the typical load patterns of residential commercial and industrial customer classes. By retriving the power consumption information of all customers from the customer information system (CIS), the load contribution by each customer class during the system peak and off peak periods can be obtained. According to the temperature sensitivity of power consumption, the system load profile can be modified with the temperature change.
With the stochastic wind speed and uncertainty of wind power energy, the nonlinear mathematical modeling of wind power generation has been derived by using the fuzzy theory. The wind power generation can therefore be estimated according to the wind speed variation, which will be used to coordinate with the diesel generators to provide electricity of customers served. With the hourly wind power generation and system load profile, the generation cost of diesel generators is therefore obtained.
To illustrate the effectiveness of wind power generation for the offshore islands, the actual hourly wind speed for year 2003 is used for computer simulation to solve the avoided generation cost resulted from wind generation. It is found that wind power generators can reduce generation cost of diesel and provide the peak power capability.
The cost benefit and incentive of wind power generation for Peng-Hu islands will help Taipower to evaluate the feasibility and effectiveness of wind power generation in Taiwan.

中文摘要 i
Abstract ii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒論
1-1 研究背景及目的 1
1-2 研究步驟 4
1-3 論文章節概要 7
第二章 負載特性調查及離島地區負載組成分析
2-1 前言 9
2-2 負載特性調查 9
2-2-1紐曼分層隨機抽樣 12
2-2-2各類型用戶標準日負載模型推導 16
2-2-3區處負載組成推估 20
2-3 本章結論 26
第三章 負載之溫度敏感度分析
3-1 前言 27
3-2 負載與溫度之相關性與迴歸分析 27
3-3 各類型用戶負載之溫度敏感度 32
3-4 溫度變化對澎湖區處負載之影響 41
3-5 本章結論 44


第四章 模糊風力發電模型
4-1 前言 45
4-2 風力發電理論 45
4-3 風力發電之迴歸模型 52
4-4 模糊風力發電模型 54
4-4-1模糊理論 54
4-4-2模糊風力發電模型之建構 59
4-5 本章結論 67
第五章 離島發電成本評估
5-1 前言 68
5-2 澎湖地區電力系統概況 68
5-3 柴油機組燃料成本曲線 70
5-4 柴油發電之燃料成本分析 75
5-5 風力發電之可避免成本分析 78
5-5-1 推估可避免成本之方法 78
5-5-2可避免成本分析 82
5-6 本章結論 86
第六章 結論與未來研究方向
6-1 結論 87
6-2 未來研究方向 90
參考文獻 91

[1] 江榮城，風力發電之發展現況與風力發電對供電品質之影響，2003年。
[2] 陳清嚴，陳以彥，鄭茂林，江榮城，台灣地區風速發電現況測量與分析，中華民國第二十四屆電力工程研討會，2003年12月。
[3] 李季品，新世紀的能源產業之二-風力發電，2004年1月。
[4] 陳清嚴，陳以彥，鄭茂林，江榮城，台灣地區風速發電現況測量與分析，中華民國第二十四屆電力工程研討會，2003年12月。
[5] 郭博堯，我國天然環境限制風力發電發展，財團法人國家政策研究基金會，永續（研）092-009號，2003年6月。
[6] 台灣風力發電的潛力，行政院環保署新聞資料，2000年7月。
[7] 劉銘龍，余政達，柳中銘，風力發電在台灣之可行性與瓶頸突破
[8] 趙坤芳，SAS基本資料處理與操作，全華圖書，1998年7月。
[9] 陳順宇，多變量分析，華泰書局，1998年7月。
[10] 儲全滋，抽樣方法，三民書局，1991年8月。
[11] 林惠玲，陳正倉等，統計學，雙葉書局，1999年1月。
[12] Alpha Plus Meter Technical Manual，ABB。
[13] 康渼松，台電負載特性之研究及其對電力系統運轉之影響，國立中山大學電機工程研究所博士論文，2001年。
[14] 陳朝順，黃佳文，黃鍾慶，康渼松，莊慧仁，台電系統負載特性調查分析研究，第三期計畫期末報告，台灣電力公司，2002年。
[15] Draper，N.R. and H. Smith，Applied regression analysis ，John Wiley& Sons，Inc，New York，1996。
[16] 陳順宇，迴歸分析，華泰書局，1997年3月。
[17] David R.Anderson，Dennis J.Sweeny and Thomas A.Williams Statisttics for business and economics，South-Western，1999。
[18] 2002年8月至2003年7月中屯風力發電機運轉記錄，經濟部能資所。
[19] http://energy.24cc.com/ 能源小站
[20] 江榮城，風力發電之發展現況與風力發電對供電品質之影響，2003年。
[21] 台灣電力公司，風力發電第一期計畫可行性研究報告，2002年4月。
[22] 蘇木春，張孝德，機器學習類型經網路、模糊系統以及基因演算法則，第二版，全華圖書，2000年3月。
[23] 王文俊，認識Fuzzy，第二版，全華圖書，2002年10月。
[24] 楊英魁，孫宗瀛，鄭魁香，林建德，蔣旭堂，模糊控制理論與技術，全華圖書，2002年9月。
[25] Fuzzy Logic Toolbox ，User’s Guide Version 2，For Use with Matlab。
[26] 曹國昌，FPGA為基礎之微步進馬達模糊電流控制器控制設計，長庚大學電機工程研究所碩士論文，2003年。
[27] 澎湖地區2003年每月逐時平均風速資料，中央氣象局。
[28] 洪保元，澎湖中屯與雲林麥寮風力發電廠運轉實績比較，台電工程月刊，第625期，2002年。
[29] 江榮城，風力發電之發展現況與風力發電對供電品質之影響，2003年。
[30] “Application Technology W rtsil Diesel Oy，Marine”，Vaasa，1997年3月24。

[31] 劉康立，李永勳，電力系統分析，曉園出版社，1990年。
[32] 張夢齡，尤榮祿等，輸配電，高立圖書，1996年。
[33] http://www.cpc.com.tw/classroom/convert2.htm 中國石油產品容積與重量單位換算
[34] 王塗發，善用風能、善待地球，2000年4月。
[35] 台灣電力公司，風力發電第一期計畫可行性研究報告，2002年4月。