近年來由於能源逐漸匱乏，再生能源所興起的議題是不可避免。其中二氧化碳為主要溫室氣體中導致全球氣候暖化上升的主因，以及在人口數上升的情況下，興建再生能源發電為節能減碳的方法之一。而傳統的配電系統規劃多以新增變電站、增加舊有變電站容量與新設饋線等方式，來因應用電戶的負載成長。由於分散式發電系統可選擇種類很多，因此其選擇上所考量的因素，包含低污染、高效能、高報酬率等，都是目前興建分散式發電系統的有利因素。
本文假設分散式電源在可以投資的情況下，做長期電廠規劃，以獨立投資者的角度去探討，並且在公營發電業二氧化碳限制下與分散式發電策略間的關係，提出一改良式粒子群演算法求解於配電系統中電廠最佳容量與位置，計算得到之最佳獲利。而本文所考量之包含離散規劃之最佳化電力潮流的問題，其中問題包括了連續以及離散兩種不同型態之變數，其連續變數主要為發電機的實功率輸出以及發電匯流排上之電壓，離散變數主要為併聯電廠之發電容量大小以及裝設位置。本文模擬實測台電的苗栗後龍系統進行測試，將使此調度解更加符合實際之操作。

In recent years, with the energy shortage, the use of renewable energy is inevitable. With CO2 the most important greenhouse gas causing global warming as well as the increase of population, renewable energy is one way to save energy and reduce carbon emissions. The traditional capacity investment for serving the load in distribution systems usually considered the addition of new substations or expansion of the existing substation and associated new feeder requirement. Nowadays, there are a lots of distributed generations (DG’s) to be chosen. Factors of the choice taken into account will include lower pollution, higher efficiency, higher return rate for construction of distributed power generation systems.
This thesis assumes that the distributed generation can be invested for long-term power plant planning. The planning of DG would be investigated from the perspectives of the independent investors. The modified Particle Swarm Optimization is proposed to determine the optimal sizing and sit of DG’s addition in distribution systems with the constrains of CO2 limitation and addition of distributed generation to maximize profits. This thesis deals with discrete programming problem of optimal power flow, which includes continuous and discrete types of variables. The continuous variables are the generating unit real power output and the bus voltage magnitudes, the discrete variables are the shunt capacitor banks and sit problems. The Miaoli-Houlong system of Taiwan power will be used in this thesis for the verification of the feasibility of the proposed method.

目 錄
中文摘要.............................................................i
英文摘要.............................................................ii
目錄................................................................iii
圖次...............................................................vi
表次................................................................ix

第一章 緒論
1.1 研究背景及動機 ..........................................................................................1
1.2 文獻回顧 ......................................................................................................2
1.3 論文貢獻........................................................................................................3
1.4 論文架構........................................................................................................3

第二章 分散式電源簡介
2.1 分散式電源的設備容量....................................................................................5
2.1.1 風力發電...................................................................................................5
2.1.2 太陽能發電……………………………………………………………...7
2.1.3 汽電共生………………………………………………………………...8
2.2 分散式電源供電方式……………………………………………………….....9
2.3 分散式電源對系統的影響…………………………………………………...11

第三章 電廠規劃模型
3.1分散式電源投資效益評估模式……………………………………………..14
3.1.1可行性分析方法………………………………………………………14
3.2 分散式發電技術成本及區域資料與計算之建立………………………….18
3.2.1 太陽光電出力值之計算……………………………………………...19
3.2.2 風力發電機出力值之計算…………………………………………...23
3.3 測試系統與條件建立……………………………………………………….28
3.4 負載曲線建立……………………………………………………………….31
3.5 發電機二氧化碳排放模型………………………………………………….32
3.6 問題描述與數學模型……………………………………………………….34

第四章 電力潮流方法與最佳化電力潮流分析介紹
4.1 電流注入法電力潮流介紹………………………………………………….41
4.1.1 具常數亞可比矩陣之電力潮流模型推導…………………………...42
4.1.2 電壓控制匯流排模型推導…………………………………………...45
4.2 最佳化電力潮流介紹……………………………………………………….49
4.2.1 最佳化電力潮流之問題描述………………………………………...49
4.2.2 混合離散規劃問題之最佳化電力潮流……………………………...51

第五章 最佳化演算法之探討與改良
5.1 粒子群最佳化演算法……………………………………………………….52
5.2 離散化粒子群最佳化演算法……………………………………………….56

第六章 系統測試及結果分析
6.1 不考慮環境因素之OPF於最佳調度測試…………………………………59
6.1.1 苗栗地區之OPF於最佳調度測試…………………………………..60
6.1.2 高雄地區之OPF於最佳調度測試…………………………………..63
6.2 考慮環境因素之OPF於最佳調度測試……………………………………67
6.2.1 苗栗地區之OPF於最佳調度測試…………………………………..67
6.2.2 高雄地區之OPF於最佳調度測試…………………………………..70
6.3 加入碳限制及考慮環境因素之OPF於最佳調度測試………………….76
6.3.1 苗栗地區之OPF於最佳調度測試………………………………...76
6.3.2 高雄地區之OPF於最佳調度測試………………………………...82

第七章 結論與未來的研究方向
7.1 結論……………………………………………………………………89
7.2 未來研究方向…………………………………………………………90

參考文獻……………………………………………………………………………..91

參 考 文 獻

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