本論文應用派翠網路並結合十八條饋線配電系統之一天24小時各開關負載區的時間負載模式，建立配電系統開關的開啟及關閉操作的派翠網路模型，結合啟示性搜尋法及復電法則以建立配電系統的派翠網路開關操作策略推論機制，針對配電系統饋線過載及故障情形，求解最佳的開關操作組合。當系統發生緊急事故(饋線或主變壓器過載及短路故障)時，在完成故障區域的判定及隔離之後，應用派翠網路開關操作策略推論機制，推導饋線間之最佳負載轉供以有效達到復電之目的。此外於配電系統正常運轉狀況時，本論文亦應用派翠網路開關操作策略推論機制來推導合理的開關操作，以達到饋線間的負載平衡及提升配電系統運轉效能。

In this dissertation, the artificial intelligent Petri nets is applied to find the optimal switching operation for service restoration and
feeder loading balance for 18-feeders distribution systems that containing the whole 24-hours load profiles of service zones. After the fault location has been identified and isolated for a system fault contingency, the Petri nets model with inference mechanism is derived and applied to solve the optimal load transfer among
distribution feeders. For system normal operation condition, the load balancing among distribution feeders is obtained by the Petri nets model to enhance the operation efficiency of distribution
systems. The switching operation, which will result in the loading balance among distribution feeders, is derived by the Petri nets model according to the loading cost of distribution systems. To determine the effectiveness of the proposed methodology, a Taipower (Taiwan Power Company) distribution system which serves a mixed types of customers is selected to perform the
computer simulation. It is found that the Petri nets approach can enhance the solution process of fault restoration with proper load transfer and improve feeder load balance for distribution systems by considering the load characteristics of the service customers.

目 錄

摘要...........…….........................……..........................................I
ABSTRACT.......................................................................…….II
目錄.....................................................................................…..III
圖目錄…..................................................................................VII
表目錄................................................................................……X

第一章 緒論................................................................……….1
1-1 研究動機……………………………………..………..1
1-2 文獻回顧.......…….…......................................………..5
1-3 研究背景和方法.……...................................…………8
1-4 研究步驟......................................................…………10
1-5 主要貢獻......................................................…………12
1-6 論文內容概述................................................………..12

第二章 配電系統運轉及復電問題….......................………15
2-1 前言......................................................................……15
2-2 配電系統的操作狀態.................................………….17
2-3 配電系統操作狀態的改變.....................................….18
2-4 配電系統的復電問題........................................……..21
2-5 饋線重組對配電系統的影響.................................….23
2-6 配電自動化.............................................................….25
2-7 本章結論.................................................................….27

第三章 派翠網路(Petri Nets)…........................................….28
3-1 派翠網路的圖形特性.....................................………29
3-2 派翠網路的數學特性.............................................…31
3-3 知識表示方法的派翠網路模型.............................…33
3-4 派翠網路的網路架構.............................................…36
3-5 派翠網路於電力工程之應用................................….39
3-6 本章結論................................................................….43

第四章 派翠網路開關操作策略推論機制......................….44
4-1 前言........................................................................….44
4-2 問題描述................................................................….45
4-3 負載轉供開關操作之派翠網路模型.........................46
4-4 負載轉供開關操作之彩色派翠網路模型………….50
4-4-1 彩色派翠網路轉移節點致能條件…………..51
4-4-2 彩色派翠網路致能轉移節點之激發………..52
4-4-3 彩色派翠網路之激發…..……………………52
4-5 配電系統之派翠網路模型.........................................56
4-6 配電系統復電之啟示性法則.....................................59
4-6-1 饋線過載之負載轉供規則...............................60
4-6-2 主變壓器過載之負載轉供規則.......................62
4-6-3 系統故障及復電規則.......................................63
4-6-4 卸載規則...........................................................66
4-7 負載平衡指標及成本評量函數.................................69
4-8 派翠網路於開關操作策略之推論求解程序.............74
4-9 派翠網路開關操作負載轉供之推論機制.................83
4-10 本章結論.................................................................87

第五章 配電系統開關操作策略測試與討論..................….88
5-1 前言.........................................................................…88
5-2 測試系統模擬.........................................................…89
5-3 十八條饋線系統模擬...........................................…101
5-3-1 系統卸載模擬...............................…………..119
5-4 本章結論.........................................................…......122

第六章 結論及未來研究方向.........................................…124
6-1 結論......................................................................….124
6-2 未來研究方向..................................................…….127

參考文獻............................................................................….129
論文著作.........................................................................……135
作者簡歷............................................................................….138




















圖 目 錄

圖1-1 台電公司主變壓器之負載率................................….…3
圖2-1 配電系統運轉操作狀態.....................................……..20
圖2-2 簡單饋線系統.......................…............................……24
圖2-3 饋線重組後之饋線系統..........….........................……24
圖3-1 典型派翠網路模組....................…......................…….30
圖3-2 模組一的派翠網路......................…...................……..33
圖3-3 模組二的派翠網路........................…...............………34
圖3-4 模組三的派翠網路..........................….............………34
圖3-5 模組四的派翠網路............................…...........………35
圖3-6 模組五的派翠網路..............................…........……….35
圖3-7 具有禁止線段之派翠網路....................….....………..36
圖3-8 連續事件之派翠網路..............................…...………..37
圖3-9 衝突, 選擇或決策之派翠網路.................….………...37
圖3-10 共時執行之派翠網路.................................…………38
圖3-11 同步之派翠網路..........................................…………38
圖3-12 一個簡單的輸電系統……............................…….…40
圖3-13 故障偵測的派翠網路模型........................………….41
圖3-14 故障診斷的派翠網路模型................................…….42
圖4-1 開關開啟操作之派翠網路模組..........................…….48
圖4-2 開關關閉操作之派翠網路模組….....................……..49
圖4-3 開關操作之彩色派翠網路模型..….............................53
圖4-4 配電範例系統之彩色派翠網路模型............…...........55
圖4-5 簡單配電系統....................................….............……..76
圖4-6 開關操作後饋線重組之系統單線圖…..…………….76
圖4-7 配電饋線系統及其派翠網路初始架構............….......80
圖4-8 配電饋線系統其派翠網路T6激發後T9致能之架構.81
圖4-9 配電饋線系統其派翠網路T9激發後T17致能之架構………81
圖4-10 配電饋線系統其派翠網路目標轉移節點T17激發後之架構.82
圖4-11 配電系統緊急事故處理流程圖................….……….85
圖4-12 派翠網路開關操作策略推論流程.................………86
圖5-1 測試系統單線圖…...........................................………90
圖5-2(a) 測試系統饋線#1、#4及#5之日負載曲線......……..91
圖5-2(b) 測試系統饋線#2、#3及#6之日負載曲線....………91
圖5-3 負載轉供饋線重組後的系統架構圖...........…………96
圖5-4 測試系統饋線重組負載轉供後的饋線負載曲線..….96
圖5-5 執行FDIR及負載轉供之後的系統架構圖….…..…100
圖5-6 執行FDIR及負載轉供饋線重組後的饋線電流…...100
圖5-7 夏季典型用戶日負載曲線................................…….101
圖5-8 十八條配電饋線系統單線圖...........................……..105
圖5-9 夏季工作日饋線#1 ~ #3的原始負載曲線............….108
圖5-10 夏季工作日饋線#4 ~ #6的原始負載曲線...............108
圖5-11 夏季工作日饋線#7 ~ #9的原始負載曲線...............109
圖5-12 夏季工作日饋線#10 ~ #12的原始負載曲線...........109
圖5-13 夏季工作日饋線#13 ~ #15的原始負載曲線...........110
圖5-14 夏季工作日饋線#16 ~ #18的原始負載曲線...........110
圖5-15 饋線負載平衡最佳開關操作系統損失降低量...….113
圖5-16 夏季工作日負載平衡後的#1 ~ #3饋線電流...........114
圖5-17 夏季工作日負載平衡後的#4, #6, #7饋線電流.......114
圖5-18 夏季工作日負載平衡後的#8 ~ #10饋線電流.........115
圖5-19 夏季工作日負載平衡後的#11, #12, #14饋線電流.115
圖5-20 夏季工作日負載平衡後的#15 ~ #18饋線電流.......116
圖5-21 卸載後之饋線電流負載曲線...................................122





表 目 錄

表4-1 彩色派翠網路位置節點資料說明......................….....55
表4-2 彩色派翠網路轉移節點資料說明...................…...….56
表4-3 彩色派翠網路轉移節點輸入輸出位置節點資料說明………56
表4-4 簡單配電系統其派翠網路之位置節點資料說明一覽表……77
表4-5 簡單配電系統其派翠網路之轉移節點資料說明一覽表……..78
表4-6 簡單配電系統其派翠網路表徵傳遞之推論過程.…..79
表4-7 配電饋線系統其派翠網路表徵傳遞之推論過程.......82
表5-1 測試系統開關操作前後負載平衡指標比較..........….97
表5-2 測試系統開關操作前後之饋線等效電流比較......….98
表5-3 十八條饋線於測試比率時刻之饋線負載電流.……103
表5-4 配電系統達成負載平衡之開關操作策略.…............111
表5-5 執行負載平衡後配電系統損失降低量.....................112
表5-6 夏季工作日負載平衡開關操作前後之負載平衡指標比較…117
表5-7 夏季工作日負載平衡開關操作前後之饋線等效電流………118
表5-8 主變壓器故障復電開關操作後之異常饋線電流….121
表5-9 卸載模擬之候選卸載區等資料...…..........................121

參考文獻

[1] 黃宏銘，配電系統復電及電容調度策略之研究，博士論文，國立臺灣大學，中華民國八十四年。
[2] 金鴻展，配電系統運轉與復電的饋線開關操作策略，博士論文， 國立中山大學，中華民國八十八年。
[3] 卓明遠，重點開關辨認及其對配電系統損失之影響，博士論文， 國立中山大學，中華民國八十一年。
[4] H.D. Chiang and R.J. Jumean,