风力发电系统电力转换器技术之建构-kuasedutw.PDF

國立高雄應用科技大學 九十五年度教育部辦理技專院校 『發展學校重點特色專案計畫』計畫書 計畫名稱： 高效率綠色電能研發環境建構及人才培育 子計畫:風力發電系統電力轉換器技術之建構 分項計畫主持人 電機工程系：周宏亮教授、吳坤德副教授 分項計畫參與人員 電機工程系：博士班研究生蔣文榮 碩士班研究生沈家民 中 華民 國 九十五 年 十一 月 1.計畫（分項計畫）目標 本分項計畫之風力發電系統採用永磁式同步發電機，當風力發電應用於與市 電併聯系統時，由於永磁式同步發電機所發出之電能其振幅及頻率會隨風速而改 變，無法直接並聯於電力系統，必須將永磁式同步發電機所產生之三相交流電能 經三相全橋式整流器，整流成為變動電壓之直流電，然而直流電再經由電力轉換 介面轉換成與市電同相位之交流電，方能與市電併聯。如下圖為本分項計畫雙轉 換方塊圖，其中電力電子技術部份包含直流/ 直流與直流/ 交流電能轉換器技術及 直流/ 交流電能轉換器與電力系統併聯之控制技術介面技術。風力發電之電能轉 換關鍵技術可分為與市電併聯之電能轉換器技術、抗孤島效應之技術與永磁式同 步發電機之風力發電最大功率追蹤技術。本子計畫擬分三年進行，各年度之計畫 目標說明如下： 第一年度之計畫目標為： （已完成） 本年度已建立再生能源與市電併聯之以DSP控制為基礎之電力轉換界面硬 體，以供後續發展之用及建構研究環境。 （成果報告如附件一） 第二年度之計畫目標為： （已完成） 本年度已發展出新式抗孤島效應之技術並進行實測，以驗證其可行性及建構 研究環境。 （成果報告如附件二） 第三年度之計畫目標為： （下年度） 本年度將發展新式風力發電最大功率追蹤方法，並進行實測，以驗證其可行 性及並建構研究環境。 DC / DC DC / AC 市電 CB CB P.M. 1 2 S.G. 永磁式 同步發電機 負載 3.計畫管理（參與學校間合作方式與整合推動之機制） 本分項計畫除與特色計畫“高效率綠色電能研發環境建構及人才培育＂ 外，目前並參與 95年國科會一般整合型研究計畫與多校教授參與學校間合作，其 整合型計畫“分散式電源併入市電網路之控制及運轉品質之提升＂包含七個分 散型電源系統併入配電系統安全應用相關子計畫。本 分項計畫主持人負責其中之 子計畫二，該子計畫名稱為“具新式最大功率追蹤方法之市電併聯型風力發電系 統電能轉換器之研製＂。 4.計畫（總計畫及分項計畫）實施方式或教學方法 4.1. 實施方式 近年來由於工業的高度發展，不但使得地球上傳統之石化能源快速枯竭，更 造成全球環境的嚴重衝擊，例如造成環境污染與溫室效應；如何減少對傳統之石 化能源的依賴，已成為目前世界各國之重要研究課題。為了減輕對環境的嚴重衝 擊，因此有京都議定書之簽訂以限制二氧化碳的排放量，為達成減少對石化能源 之依賴，以降低二氧化碳的排放量，必須加速再生能源之開發與利用。目前市電 併聯型風力太陽能發電系統的發展正積極的開發中，在未來的能源市場將上佔有 舉足輕重的地位。計畫之目的在發展適用於市電併聯型分散式發電系統電力轉 換器之研製 ；每年實施方式分別敘述如下： 第一年度之實施方式為：（已完成） 本年度已建立再生能源與市電併聯之以 DSP 控制為基礎之電力轉換界面硬 體，以供後續發展之用及實施步驟如下： 1 、與市電併聯資料