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論文中文名稱:台灣離岸風電開發之作業流程建置及併網台電系統之衝擊探討 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:A Study of Standard Operating Procedures Operating Procedures for Taiwan’s Offshore Wind Power Development and An Impact Analysis of Wind Farms on Taipower System [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:電資學院
系所名稱:電機工程系
畢業學年度:107
畢業學期:第一學期
出版年度:107
中文姓名:劉文燦
英文姓名:Wen-Tsan Liu
研究生學號:94318501
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2018/11/03
論文頁數:129
指導教授中文名:李清吟;陳昭榮
口試委員中文名:曾國雄;周至如
中文關鍵詞:離岸風電陸域風電離岸風場作業流程系統衝擊
英文關鍵詞:Offshore Wind PowerOn-land Wind PowerOffshore Wind FarmOperational ProcedureSystem Impact
論文中文摘要:由於全球陸域風力發電發展已漸趨飽和,而海上風速較高且風力穩定,可獲得更大發電量,因此,目前各先進國家皆紛紛轉向投入離岸風電的開發,並以大型化風力發電機、塔架高度愈高、離岸愈遠之大型離岸風場為發展目標。
台灣四面環海,經研究可開發的離岸風電裝置容量達15.2GW,是全世界最佳可開發離岸風能的國家之一,正因為擁有如此優渥的條件,經濟部能源局訂定2025年完成離岸風電3,000MW之目標。為達上述目標,國內離岸風電開發計畫正如火如荼展開中,但考量台灣目前僅成功商轉2架離岸風電示範機組,建置離岸風場經驗猶嫌不足,有鑑於此,本論文參考國外離岸風電發展經驗,並探討國內法規及研析相關可行性研究報告,建置適合台灣離岸風電開發之作業流程,包括場址評估、風能評估、法規探討、規劃設計、施工計畫、維護運轉及延役/除役等。另為達拋磚引玉之效,建置「台灣離岸風電開發作業流程」網頁平台(https://sites.google.com/view/offshoresop),方便外界參考查閱。
最後,茲因離岸風場發電容量通常較大,併聯電網時對系統衝擊亦較為顯著,規劃時應進行完善的衝擊分析並採取適當之改善策略,以降低離岸風電併網台電系統之衝擊影響。
論文英文摘要:It has been shown that global on-land wind power development is close to becoming saturated. However, strong and stable wind speeds are available offshore so that offshore wind power is able to produce a large amount of electricity. Therefore, many advanced economies are moving to establish offshore wind capacity, with the goals of building large-scale wind turbines, taller towers and large-scale wind farms far away from the coast.
Taiwan, surrounded by sea, has one of the best offshore wind resources in the world. Previous studies have shown that Taiwan’s feasible installed wind energy capacity is 15.2GW. The offshore wind potential gives Taiwan a great opportunity to develop its offshore wind power industry. The Bureau of Energy under the Ministry of Economic Affairs has planned that the installed capacity of offshore wind power should reach 3000MW by 2025.
There are numerous plans for offshore wind power development underway. Still, Taiwan has few completed offshore wind project currently in commercial operation so that experience of establishing offshore wind farms is lacking. This thesis has surveyed international wind power generation cases, discussed related regulations, and analyzed several feasibility studies in order to develop operational procedures which can be beneficial for future Taiwan offshore wind power projects. These procedures include site assessment, wind energy assessment, study of policy and regulation, planning and design, construction plan, operation and maintenance, extension and decommissioning. Moreover, a “SOPs for Taiwans Offshore Wind Power Development” website(https://sites.google.com/view/offshoresop)has been launched for public access.
In conclusion, as offshore wind farms tend to have larger turbines with higher capacity, they are more likely to make a significant impact when connected to the power grid. In order to reduce undesired consequences when offshore wind turbines are connected to the Taipower Grid System, it is important that developers should carry out comprehensive impact assessments in the planning stage and formulate any necessary measures for improvement while implementing their projects.
論文目次:摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的與方法 4
1.3 文獻回顧 5
1.4 論文內容概述 7
第二章 國內外離岸風電發展現況簡介 9
2.1 前言 9
2.2 英國 9
2.3 德國 11
2.4 丹麥 13
2.5 中國 14
2.6 台灣 16
第三章 離岸風電場址風能評估流程建置與法規探討 18
3.1 前言 18
3.2 場址評估 19
3.2.1 地質鑽探工作流程 22
3.2.2 地震風險評估流程 23
3.2.3 對魚類及漁業的影響評估流程 24
3.2.4 波浪、海象資料分析流程 26
3.2.5 對鳥類生態影響評估流程 28
3.2.6 船隻碰撞風險評估流程 29
3.2.7 雷擊風險分析流程 30
3.2.8 颱風風險分析流程 31
3.2.9 公眾參與及民情探討流程 32
3.2.10優良離岸風場場址條件 34
3.3 風能評估 35
3.3.1 風速與風能統計分析流程 35
3.3.2 長期風場分析計算流程 38
3.3.3 風場發電量評估 41
3.3.4 風場發電量短期與即時預測流程 43
3.3.5 風力預測簡介 44
3.4 法規探討 45
第四章 離岸風電規劃施工維運流程與網頁平台建置 66
4.1 前言 66
4.2 規劃設計 67
4.2.1 規劃設計重點工作 68
4.2.2 基礎結構規劃 70
4.2.3 離岸風場風機排列 71
4.2.4 離岸風機最佳化佈置 72
4.3 施工計畫 73
4.3.1 運輸規劃 77
4.3.2 離岸風力機組基礎結構設計與施工 78
4.3.3 離岸風電打樁工程作業流程 79
4.3.4 塔架建置 80
4.3.5 風力機組架設 81
4.3.6 海底電纜鋪設 82
4.3.7 海上變電站與陸上變電站規劃 83
4.4 維護運轉 84
4.5 維護保養作業 85
4.5.1 離岸風電定期維護保養作業 86
4.5.2 離岸風電不定期維護保養作業 88
4.6 運轉作業 88
4.6.1 運轉空間規劃 89
4.6.2 運轉作業規劃 90
4.6.3 維運人員組織編制 90
4.6.4 緊急應變對策 92
4.7 延役規劃 94
4.8 除役規劃 95
4.8.1 離岸風電風力機組拆除作業 96
4.8.2 離岸風電基礎結構拆除作業 97
4.8.3 海底電纜拆除作業 98
4.9 建置「台灣離岸風電開發作業流程」網頁平台 99
4.9.1 網頁平台首頁操作說明 100
4.9.2 網頁平台子頁面操作說明 100
4.9.3 網頁平台第二層子頁面操作說明 101
第五章 離岸風電併網台電系統之衝擊分析 102
5.1 前言 102
5.2 離岸風電併網台電系統之型態 102
5.2.1 離岸風電併網台電特高壓系統 104
5.2.2 離岸風電併網台電高壓系統 106
5.3 離岸風電併聯電網之衝擊評估探討 107
5.3.1 保護協調規劃 107
5.3.2 系統影響規範 109
5.3.3 離岸風電併網台電系統之衝擊檢討項目 111
5.3.4 離岸風電併網台電系統之衝擊檢討評估 111
5.4 離岸風電併聯電網之衝擊改善策略 119
5.4.1 彈性交流輸電系統與儲能系統之應用 119
5.4.2 因應風速擾動引起之系統衝擊改善 120
5.4.3 低電壓持續運轉能力(LVRT)之應用 122
5.4.4 併網台電系統之暫態穩定度改善 123
5.5 併網台電系統之電力調度因應策略 123
第六章 結論 126
6.1 結論 126
6.2 建議事項 127
6.3 未來研究方向 127
參考文獻 128
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論文全文使用權限:同意授權於2018-11-14起公開