在一個既有的工業配電系統中，若欲針對供電可靠度進行改善時，必須能針對各別改善方案進行成本效益評估以作為決策的依據。本論文提出了一套系統化、量化的配電系統架構改善評估模式，可供工業界在規劃供電可靠度改善方案時，提供簡易、迅速而且準確的評估工具。首先本論文將過去用於評估電力公司輸配電系統的可靠度理論，轉而應用在工業配電系統上。再根據計算所得的可靠度指標，輔以適當的公式計算用戶因電力設備故障所造成之停電損失期望值。藉此預先計算各方案改善後的配電系統架構下，所對應的可靠度指標及停電損失期望值。然後再配合改善時所需投入的資金做為投資成本，計算各改善方案之投資成本效益，提供制定供電可靠度改善策略的依據。

To evaluate the strategy of reliability enhancement for an existing industrial power system , the Benefit-Cost ratio of all possible improvement scenarios have to be investigated . This thesis presents a quantitative and systematic method to solve the Benefit-Cost ratio of network restructure for reliability enhancement . This method can provide a simple and effective tool for planning reliability improvement in the industry power systems. Up to now , many methodologies have been developed to solve the service reliability for distribution power systems . In this thesis , the reliability indices of industrial power systems are calculated to evaluate the service quality . According to the result of reliability analysis and the corresponding cost of loss of load for each load bus , the annual power outage cost is derived for each scenario of system restructure. By integrating the power outage cost and the corresponding investment cost , the optimal reliability enhancement is determined by the best strategy with the Benefit-Cost ratio.

目 錄
摘要 i
Abstract ii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 3
1.3 論文章節概要 4
第二章 配電系統可靠度指標計算 6
2.1 前言 6
2.2 配電系統可靠度指標 7
2.2.1 以用戶為導向的可靠度指標 8
2.2.2 以負載及能量為導向的可靠度指標 11
2.3 可靠度分析方法 12
2.3.1 串聯元件 13
2.3.2 並聯元件 14
2.3.3 網路簡化法 15
2.3.4 FMEA故障模式影響分析法 15
第三章 工業配電系統之停電損失計算及系統改善之成本與效益評估 18
3.1 前言 18
3.2以整廠為單位之停電損失期望值計算 19
3.3 以生產線為單位之停電損失期望值計算 20
3.4 價值基礎法 21
3.5 資本預算決策法 22
3.5.1 淨現值法 23
3.5.2 回收期間法 24
3.5.3 應計基礎會計報酬率法 26
3.5.4 成本效益獲利率法 27
3.6 結論 28
第四章 工業配電系統架構 30
4.1 前言 29
4.2開關設備之架構 30
4.3 負載中心之架構 37
4.4 特高壓部分（161KV/69KV）常見系統架構 41
4.4.1 基本幅射型 41
4.4.2 環路供電型 42
4.4.3 雙迴路供電型 42
4.5不同特高壓系統架構之設備投資成本效益評估 44
第五章 工業配電系統之改善策略擬定及效益評估實例分析 53
5.1 前言 53
5.2 既有配電系統供電可靠度分析 54
5.2.1 既有配電系統架構介紹 54
5.2.2 既有配電系統之可靠度指標計算 56
5.2.2.1各電力元件之可靠度指標 56
5.2.2.2既有配電系統之匯流排的可靠度指標計算 57
5.2.3 既有配電系統之停電損失計算 62
5.3 可靠度改善策略擬定 63
5.3.1 特高壓部分架構之改善策略 65
5.3.2 高壓部分架構之改善策略 66
5.3.3 初步分析下可行的改善措施 67
5.4 第一階段改善策略之分析 67
5.4.1 第一階段改善後之可靠度指標計算 68
5.4.2 第一階段改善後之停電損失計算及效益評估 71
5.5 第二階段改善策略之分析 72
5.5.1 第二階段改善後之可靠度指標計算 73
5.5.2 第二階段改善後之停電損失計算及效益評估 77
5.6 結論 79
第六章 結論與未來研究方向 81
5.1 結論 81
5.2 未來研究方向 84
參考文獻 85

參考文獻
[1] Roy Billinton and Ronald N. Allan , “ Reliability Evaluation of Power Systems “ , Third Printing , Plenum Press. New York and London , 1990.
[2] IEEE Guide for Electric Power Distribution Reliability Indices , IEEE Std 1366-2003.
[3] Roy Billinton and Jeffrey E. Billinton , “ Distribution System Reliability Indices “ , IEEE Transactions on Power Delivery , Vol. 4 No. 1 , 1989.
[4] A. A. Chowdhury and Don O. Koval , “Value-Based Distribution System Reliability Planning “ , IEEE Transactions on Industry Applications , Vol. 34 No. 1 , 1998.
[5] R. H. Stillman , “ Modeling Failure Data of Overhead Distribution Systems ” , IEEE Transactions on Power Delivery , Vol. 15 No. 4 , 2000.
[6] 陳志強 ， 考慮負載組成及系統可靠度之變電所容量擴充規劃 ， 國立中山大學電機工程研究所碩士論文 ， 2003年.
[7] 蔡政達 ， 應用免疫演算法於輸配線保護電驛規劃與分析 ， 國立中山大學電機工程研究所碩士論文 ， 2005年.
[8] 楊進德 ， 配電系統規劃的可靠度成本模型設計與價值分析之研究 ，國立中山大學電機工程研究所博士論文 ， 2002年.
[9] 李名濱 ， 改善配電系統可靠度技術策略的成本效益評估 ， 國立中正大學電機工程研究所碩士論文 ， 2003年.
[10] 李鍾生 ， 應用免疫演算法於用戶停電損失最小化之開關配置規劃 ，國立高雄應用科技大學電機工程研究所碩士論文 ， 2005年.
[11] 李國榮、黃國立 ， 遺傳演算法於配電系統可靠度設計之應用 ， 電機月刊第十三卷第一期 ， 2003年1月.
[12] IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems , IEEE Std 493-1997.
[13] IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis , IEEE Std 399-1997.
[14] 方正中譯 ， 工程經濟學 ， 滄海書局 ， 2002年8月.
[15] 辛其亮 ， 工程經濟與財務管理 ， 詹氏書局 ， 2002年8月.
[16] Hennig Gremmel , “ ABB Switchgear Manual “ , 10th revised edition , ABB Calor Emag Schaltanlagen AG Mannheim and ABB Calor Emag Mittelspannung GmbH Ratingen , 2001.
[17] Nils Grano , “ ABB Industrial Manual “ , ABB AB , 1998.
[18] “ Protection Application Handbook “ , Edition 1 , ABB Switchgear AB , 1999.
[19] Walter A. Elmore , “ Protective Relaying Theory and Application “ , Third Printing , ABB Power T&D Company Inc , 1994.
[20] 謝曉星 ， 數值方法－在工程及科學上之應用 ， 高立圖書 ， 1995年8月.