學位論文
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Item 太陽能微電網電力調度技術研究(2025) 黃琳傳; Huang, Lin-Chuan本研究在師大汽車工廠一樓建置了兩組獨立型(離網型)太陽能系統，分別稱為S01與S02系統，接入市電且不進行市電回售，接著透過中央控制單元(CCU ,Central Control Unit)，將兩組系統的逆變器電力輸出端進行連接，實現兩組太陽能系統之間的電力交換機制，藉此針對能源調控效益、減碳效果與經濟性進行實測與評估。首先在太陽能模組正常供電的情況下，進行單邊負載與雙邊負載的架構測試，單邊負載(單戶負載)表示只對S01連接負載，S02不連接任何負載的狀態，雙邊負載(雙戶負載)則是對S01與S02系統皆有連接負載的狀態。結果顯示，單邊負載架構具備良好的調度穩定性與能源彈性，能有效整合太陽能與儲能資源，於200W至1000W負載範圍內皆可維持約30%的調度時長比例，隨負載上升，其節電與減碳效益亦同步提升，年節電量可達1095 kWh，年減碳量達518.3 kgCO₂e。而雙邊負載因兩側負載同步消耗能源，較容易導致系統調度時間比例下降至10%以下，然而在負載配置不對稱(如800W與200W)時，調度機會與節電比例(最高可達16%)反而顯著提升，顯示其具備潛在的優化空間。根據實驗結果，進一步於負載總量維持1000W(S01/S02)的條件下，分為對稱組(500W/500W)、非對稱組(800W/200W)、單掛組(1000W/0W)三個組別，探討不同負載分配組合對系統調度行為之影響。實測發現對稱組因兩側壓力相近，難以有效啟動電力調度，未能發揮CCU的協同優勢；而負載分配明顯不對稱的非對稱組，則能有效促進電力交換，且單次調度時間更長，使買電方有更長時間充電，緩解儲能壓力同時降低電池過度放電的頻率，提升系統穩定性及能源利用率；而負載完全集中於單側的單掛組雖可激發CCU經濟效益，卻也使電池頻繁觸發安全保護，長期將增加故障與老化風險。綜合比較，不對稱負載組合可兼顧調度效率及電池壽命，具備較佳的優化潛力。在故障容錯性方面，單戶負載於單側太陽能模組失效時，系統在中高負載條件下容易出現電壓下滑與調度頻繁之情形，儲能負擔加劇且供電穩定性下降，特別在1600W長時間運行時更為顯著。相對地，在雙戶負載架構下，若正常供電方負載較小，系統更易啟動電力調度支援故障方，實現微電網備援設計理念，提升系統整體韌性。經濟效益方面，依據台電113年公告之尖峰電價(4.9元/kWh)與碳排放係數(0.474 kgCO₂e/kWh)估算，單戶負載雖可每年節省1000元以上電費並產生具經濟價值之碳費節約，但設計合適的非對稱掛載(S01:800W/S02:200W)，更加能夠在經濟效益與系統穩定性上達成平衡，建議未來應結合智慧調度策略與主從式負載設計，以提升系統於多變應用場域中的可行性與穩定性。