由於配電饋線三相電流不平衡運轉會導致配電設備利用率降低、配電線路損失增加、中性線電壓上升及因中性線電流過高造成小能量過流電驛（LCO）動作，而影響配電系統供電品質及可靠度。因此，本論文主要探討配電饋線三相電流不平衡問題並提出改善策略。
傳統配電系統分析必須根據藍曬圖以人工方式建置配電饋線網路模型，以支援三相不平衡改善策略之推導，但由於配電系統饋線數量非常龐大且供電範圍遼闊而提升電腦模擬之困難度。本論文應用台電公司已建置完成之停限電運轉圖資管理系統（Outage Management System, OMS），自動產生饋線網路架構與執行三相負載潮流分析計算所需之輸入資料，以支援配電饋線三相不平衡模擬分析。首先，透過介面程式由OMS資料庫擷取配電設備電氣連結性及屬性資料，藉由網路拓樸分析及節點減量，以建立簡化之配電饋線網路模型。其次，根據用戶資訊系統之用戶售電資料與用電類別，配合各類型用戶典型日負載模型，推導個別用戶每小時之用電量，並依據OMS資料庫所提供之配電變壓器與用戶的映射關係，推估配電變壓器每小時負載量。接著將簡化之饋線網路模型結合饋線相關屬性資料及各匯流排負載資料，執行三相負載潮流分析，計算各主幹線及分歧線每小時之三相電流值及中性線電流值。最後，再利用啟示性規則，推導分歧線及配電變壓器之相位調整策略，以改善配電饋線三相不平衡。
本論文以具有啟示性規則之專家系統，推導分歧線及配電變壓器之相位調整策略，以改善配電饋線三相不平衡。專家系統知識庫包含台電配電工程師擬定換相策略之原則與經驗，並提出減少饋線中性線電流演算法則，建立推論機制以推導最合適之相位調整策略，有效降低饋線中性線電流，以避免饋線LCO保護電驛因中性線電流偏高而產生動作，造成饋線停電事故。在最佳換相策略之推導過程，係考慮用戶停電損失及施工人力成本與執行三相不平衡改善所產生線路損失減少之效益，確保三相不平衡改善策略之成本經濟效益。
為驗證本論文所提具啟示性規則之專家系統能有效降低饋線中性線電流及改善配電饋線三相不平衡，本論文選擇台電鳳山區處二條中性線電流值偏高之配電饋線進行三相不平衡分析與改善策略之推導，提供台電人員執行現場施工換相。在完成分歧線與配電變壓器之換相後，擷取配電調度中心監控系統所紀錄之測試饋線的三相電流及中性線電流數値，驗證測試饋線在執行本文所提出之相位調整策略後，確實能有效降低饋線中性線電流而達到改善配電饋線三相不平衡之目的。

Unbalanced operation of distribution feeders not only affects equipment utilization, voltage level and system protection, but it also increases extra energy losses. This leads to a deterioration of service quality, reliability and operation efficiency of a distribution system. This dissertation analyzes the problems of unbalanced three-phase distribution feeders, and offers potential solutions.
Due to the voluminous data involved in a distribution system, analyzing the system by retrieving system data from paper maps is tedious and difficult. Thus, this dissertation uses data from the already constructed Outage Management System (OMS) of Taiwan Power Company (Taipower) to support distribution feeder three-phase unbalance analysis. The distribution feeder network was obtained by retrieving the connectivity table and attribute data of distribution components from the database of OMS. The topology process and node reduction were executed to identify the network configuration and to prepare the input data for load flow analysis. The hourly loading of each distribution transformer was derived using data of monthly energy consumption of customers served by each transformer, as retrieved from the Customer Information System (CIS), and the typical daily load patterns of customer classes. By performing three-phase load flow analysis, phase currents and neutral current of each primary trunk line section and each lateral could be calculated.
Finally, an expert system is proposed to establish the rephasing strategy of laterals and distribution transformers to improve the imbalance of the three phases of the unbalanced distribution feeders. The heuristic rules adopted by distribution engineers are incorporated in the knowledge base of the expert system in the problem-solving process. The neutral current reduction algorithm is developed to support the inference engine to derive the rephasing strategy to reduce the neutral current of distribution feeder. In doing so, customer service interruption due to unexpected tripping of low energy over current relay (LCO) can be prevented, and furthermore the customer service interruption costs and labor costs to implement the rephasing strategy can be justified by the reduced power loss.
To demonstrate the effectiveness of this proposed methodology in improving the three-phase unbalance of the distribution feeders, two actual distribution feeders in the Taipower Fengshan District were selected for computer simulation. After Taipower engineers implement the proposed rephasing strategies, the data of phase currents and neutral current of test feeders were collected from the SCADA system of Distribution Dispatch Control Center (DDCC). By comparing to the neutral current of test feeders before rephasing, it is concluded that the proposed rephasing strategy is effective in achieving three-phase balance of the distribution feeders after executing the rephasing of laterals and distribution transformers.

中文摘要 I
英文摘要 III
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及目的 1
1.2 研究方法與步驟 3
1.3 主要貢獻 5
1.4 論文章節概要 6
第二章 饋線三相不平衡電流成因與分析 8
2.1 前言 8
2.2 饋線不平衡電流產生原因 8
2.3 配電調度控制系統 19
2.4 鳳山區處饋線三相電流不平衡分析 22
2.4.1 饋線BB45三相不平衡統計分析 26
2.4.2 饋線BX31三相不平衡統計分析 30
2.5 本章結論 33
第三章 配電饋線之網路模型 34
3.1 前言 34
3.2 停限電運轉圖資系統 35
3.3 配電網路拓樸分析 38
3.4 配電饋線節點減量 46
3.5 配電設備電源相別量測 49
3.5.1 饋線區段相別量測 49
3.5.2 變壓器相別核對結果 50
3.6 本章結論 52
第四章 饋線三相負載潮流分析 53
4.1 前言 53
4.2 用戶與配電變壓器關聯確認 54
4.2.1 用戶與配電變壓器關聯資訊 54
4.2.2 電力線載波量測 58
4.3 用戶資訊系統 59
4.3.1 用戶用電量資料 61
4.4 配電變壓器負載推估 64
4.5 三相負載潮流分析 68
4.5.1 配電饋線模型 70
4.5.2 饋線三相不平衡電流計算步驟及輸入資料說明 74
4.6 本章結論 76
第五章 以啟示性規則推導三相不平衡改善策略 77
5.1 前言 77
5.2 啟示性逆追蹤相位平衡法 78
5.2.1 逆追蹤程序分析 78
5.2.2 啟示性逆追蹤搜尋演算法 83
5.3 專家系統 86
5.3.1 專家系統的定義與特性 86
5.3.2 專家系統架構 86
5.4 建構改善饋線三相不平衡之專家系統 88
5.5 本章結論 96
第六章 配電饋線三相不平衡改善策略推導與驗證 97
6.1 前言 97
6.2 測試饋線系統架構 97
6.3 饋線三相不平衡分析與改善策略推導 101
6.3.1 饋線BX31不平衡分析與改善策略 101
6.3.2 饋線BB45不平衡分析與改善策略 107
6.4 饋線三相不平衡改善策略執行與驗證 112
6.4.1 饋線BX31三相不平衡改善成效 112
6.4.2 饋線BB45三相不平衡改善成效 117
6.5 本章結論 122
第七章 結論與未來研究方向 123
7.1 結論 123
7.2 未來研究方向 124
參考文獻 126
論文著作 130
作者簡歷 131

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