應用於再生能源發電控制及配電損失極小化之分散型同步變流器設計

近年來由於全球性的氣候暖化導致災害頻傳，為了抑制溫室氣體的成長，提高再生能源發電比例及節約使用能源已成為世界各國所關心之議題。智慧型建築物利用先進的通訊及控制技術可有效落實能源管理，避免人為的能源浪費。然而由於用電習慣的迥異及用電需求不斷的提高，利用再生能源發電及降低配電線路損失，在節能減碳上實為最經濟且具立竿見影之功效。在再生能源發電的研究上，本計畫將利用分散型同步變流器將風力及太陽能轉換成電能，就近饋入建築物電力系統。其次，為了改善台電配電損失及降低屋內線路之無效電流，避免老舊線路過載發熱引起火災，本計畫將設計插座式及配電盤式分散型同步變流器，分別設置於冷氣、吸塵器、洗衣機、車庫捲門等家電負載側及配電盤內。本計畫分成兩年進行研究，第一年的研究目標為「500VAR 插座式功因改善裝置」及「3kVAR配電盤式功因改善裝置」之研製。由於該裝置以電流源型變流器為架構，除了可適用於不同的電壓等級(110V 或220V)外，亦具有可直接控制線路無效電流的優點。在控制韌體方面，本系統將採用全數位型CPLD 晶片，以有助於未來客製化專用IC 之實現。第二年的研究目標為「3kW 風力、太陽能市電併聯發電裝置」之研製，控制器採用DSP 數位晶片進行最大功率追蹤及市電併聯，具有彈性設定不同風力機及太陽能板控制參數之優點。最後，本計畫將所設計的「插座型、配電盤型功因改善裝置」及「風力、太陽能市電併聯發電裝置」統整於一個「虛擬配電網路」中，以驗證所提之分散式同步變流器於再生能源發電及負載功率因數改善之功效。由於本計畫所研製的系統不但具有節省電能支出、降低配電線路電流及損失，甚至可以再生能源發電向台電申請電能躉售，因此對於集合住宅用戶將具有極大的經濟價值。根據本計畫估計，當表燈用戶再生能源發電裝置達用戶負載之5%時，每年約可降低15 億度的輸配電損失及31 億度的外購燃料成本。

系統編號:PB10108-2652
原計畫編號:NSC101-2221-E182-069