進階搜尋


   電子論文尚未授權公開,紙本請查館藏目錄
(※如查詢不到或館藏狀況顯示「閉架不公開」,表示該本論文不在書庫,無法取用。)
系統識別號 U0026-2608201500270300
論文名稱(中文) 以求解背包問題方法搭配蒙地卡羅模擬於智慧電網負載端需量反應管理
論文名稱(英文) Application of Solution to Knapsack Problem Integrated with Monte Carlo Simulation for Smart Grid Demand Response Management
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 工程科學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Engineering Science (on the job class)
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 陳冠芝
研究生(英文) Guan-Jhih Chen
學號 N97011133
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 75頁
口試委員 指導教授-王明習
共同指導教授-楊宏澤
口試委員-黃慶連
口試委員-鄭國順
口試委員-鄭承昌
中文關鍵字 智慧電網  需量反應  蒙地卡羅方法  背包問題 
英文關鍵字 Smart grid  Demand Response (DR)  Monte Carlo method  Knapsack Problem 
學科別分類
中文摘要 近年,政府因應國際趨勢進而推動將智慧電網列入「國家節能減碳總計畫」,包括推動高低壓用戶智慧型電表基礎建設、建立用戶端需量反應機制、推廣家庭能源管理系統(HEMS)及其他能源系統管理服務。在智慧電網當中,需量反應主要用於舒緩供電瓶頸或供電尖峰削減等電力負載移轉功能。中央調度中心會視系統狀況通知區域及配電調度中心執行需量反應,調度用電量,抑低系統負載。
本文研究探討一般住戶之用戶端需量反應機制,當電力調度中心須針對特定供電區域實行需量反應時,如何在該供電區的大量用戶裡,適當調配所屬饋線電力使用,以求供需平衡,期望可使系統不須因供電瓶頸而強制實行輪流停電,也不因過度之需量反應影響用戶便利與舒適性。例如,電力公司會希望在用電尖峰還能保持一定容量的備轉容量,搭配適時實行需量反應,降低電力需求量,避免因電力設備故障或負載突增造成的電力失衡。
研究方法首先使用蒙地卡羅方法分析實驗資料,針對每一個用電戶模擬分析出一個適當的需量反應值,接著再透過求解背包問題方法以調整降載量,得到每一個用電戶所需要的抑低負載量。各用戶的抑低負載量總和應與饋線供電量相符合,目標則為求出一組參與需量反應之用戶集合中每戶該抑低的需量反應值。
最後使用智慧電網架構的自動化需量反應,饋線的需量反應事件可透過虛擬上層節點,傳輸需量反應事件給虛擬終端節點,也就是用電用戶。提供研究主題的一種通訊管道。
英文摘要 This thesis discusses the mechanism of a demand response, including the appropriate distribution of power usage in a feeder for a larger number of users when demand response is required for a specific area, thus the balance of supply and demand can be achieved. The pursuit of releasing from blackouts during peak load ensures that the convenience and comfort of the end users will not be largely affected as well.
The proposed method of this thesis firstly uses Monte Carlo method to analyze the experiment data and then derives a demand response value for each power user. Then, the Knapsack problem method is used to relieve the amount of total load. In this way, the reduction of load amount for each power user can be obtained. The total load demand after demand response should be equal to the total power supply at the feeder and the aim is to find the amount of load reduction of each user during demand response.
Finally, the demand response event in a feeder can be delivered through virtual top node (VTN) in a smart grid distribution automation system. The demand response order can hence be transferred to the virtual end node (VEN), namely, the end user. This provides a communication pathway for this research topic.
論文目次 目錄
摘要 .............. I
Extended Abstract ............ II
致謝 .............. VIII
目錄 .............. IX
表目錄 .............. XI
圖目錄 .............. XII
第一章緒論 ............ 1
1.1 研究背景與動機 ........... 1
1.2 研究目的 ............ 3
1.3 章節提要 ............ 4
第二章文獻探討............ 5
2.1 智慧電網架構 ............ 5
2.1.1 輸配電網與電力調度 ......... 7
2.2 需量反應 ............ 9
2.2.1 需量反應控制策略 ........... 9
2.2.2 自動需量反應通訊規範 ......... 10
2.3 方法研究與步驟研究 .......... 13
2.3.1 蒙地卡羅方法 ........... 13
2.3.2 背包問題 ........... 14
第三章 負載端需量反應管理規劃設計 ........ 17
3.1 需量反應分配研究流程 .......... 19
3.2 用戶用電資料收集與分析 .......... 20
3.2.1 用戶資料介紹 ........... 20
3.2.2 資料處理 ........... 22
3.2.3 驗證資料的假設 ........... 25
3.3 蒙地卡羅函數設計 ........... 25
3.3.1 最低容許抑低負載量定義 ......... 29
3.4 降載調整設計 ............ 30
3.4.1 用戶成本定義 ........... 30
3.4.2 降載調整流程 ........... 32
3.5 需量反應的傳輸架構 .......... 36
第四章 數值模擬結果 .......... 38
4.1 蒙地卡羅模擬與結果 .......... 38
4.2 各用戶的降載調整 .......... 45
4.3 數值結果 ............ 47
4.4 需量反應事件的傳送 .......... 50
第五章結論與未來研究方向 .......... 54
5.1 結論 ............. 54
5.2 未來研究方向 ........... 56
參考文獻 ............ 57
附錄一、用戶用電量資料整理 ........ 59
附錄二、第2號用戶之原始資料(kW) ....... 61
附錄三、第3號用戶2013/8/12 19:00~20:30需量反應事件XML .. 73
參考文獻 [ 1 ]經濟部能源局,統計月報/能源供給,民國104年7月2日。[Online]. Available: http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/web_book/
WebReports.aspx?book=M_CH&menu_id=142,[Accessed 06 07 2015]。
[ 2 ]經濟部能源局,能源統計手冊,經濟部能源局,臺北市,民國104年5月。
[ 3 ]B. Asare-Bediako, P. F. Ribeiro, and W. L. Kling, "Integrated energy optimization with smart home energy management systems," in Proc. IEEE PES International Conference, Innovative Smart Grid Technologies (ISGT), Berlin, Germany, pp.1-8, 14-17 Oct. 2012.
[ 4 ]J. Han, C. S. Choi, W.K. Park, and I. Lee, "Green home energy management system through comparison of energy usage between the same kinds of home appliances," in Proc. IEEE 15th International Symposium on Consumer Electronics (ISCE), Singapore, pp.1-4, 14-17 Jun. 2011.
[ 5 ]M. P. Lee, O. Aslam,B. Foster,D. Kathan, and C. Young , "Assessment of Demand Response and Advanced Metering," Federal Energy Regulatory Commission, Dec. 2014. [Online]. Available: https://www.ferc.gov /legal/staff-reports/2014/demand-response.pdf
[ 6 ]智慧電網推動小組,智慧電網總體規劃方案,經濟部能源局,民國101年。[Online]. Available: http://web3.moeaboe.gov.tw/ecw/business/content/SubMenu.aspx?menu_id=1946,[Accessed 04 06 2015]。
[ 7 ]台灣電力公司,經營實績/年產銷概況。[Online]. Available: http://www.taipower.com.tw/content/govern/govern01.aspx?MType=5&MSType=13,[Accessed 01 07 2015]。
[ 8 ]台灣電力公司,供電系統調度簡介。[Online]. Available: http://info.taipower.com.tw/TaipowerWeb//upload/files/15/Power_supply_system.pdf,[Accessed 16 06 2015]。
[ 9 ]張心紜,「電力負載,升降之間學問大」,能源報導,第12-17頁,2015年。
[ 10 ]陳在相、吳瑞南、張宏展(譯),Saadat Hadi (原作者),電力系統分析,東華書局,台北,2004年。
[ 11 ]
資訊工業策進會智慧網通系統研究所,能源資通訊互通性認證標章制度,資訊工業策進會,民國103年。
[ 12 ]盧思穎、許瑜芳、陳彥豪,時間電價研究分析計劃,台灣經濟研究院研究分析報告,民國102年。
[ 13 ]許志義、吳仁傑,「論電力需量反應與虛擬電廠發展趨勢」,台灣經濟論衡,2014年6月。
[ 14 ]PIER Demand Response Research Center, Open Automated Demand Response Communication Standards Development, July 2014. [Online]. Available: http://openadr.lbl.gov/ . [Accessed 18 06 2015].
[ 15 ]M. A. Piette, G. Ghatikar, S. Kiliccote, D. S. Watson, E. Koch, and D. Hennage, "Design and operation of an open, interoperable automated demand response infrastructure for commercial buildings," Journal of Computing Science and Information Engineering, no. 9, iss. 2, pp.1-9, Jun. 2009.
[ 16 ]王仁志,「OpenADR 2.0解析」,台電工程月刊,第789期,第119-127頁,2014年5月。
[ 17 ]N. Metropolis and S. Ulam, "The Monte Carlo Method," Journal of the American Statistical Association, vol. 44, no. 247, pp. 335–341, Sept. 1949.
[ 18 ]徐鍾濟,蒙特卡羅方法,上海科學技術出版社,上海,1985年。
[ 19 ]呂建霖(譯),T.CraigV.Hogg、Joseph W.McKean、Allen Robert(原作者),數理統計學。台灣:偉碩,2008年。
[ 20 ]沈青,蒙特•卡罗方法,百度百科, [Online]. Available: http://baike.baidu.com/view/476019.htm?fromtitle=%E8%92%99%E7%89%B9%E5%8D%A1%E7%BD%97%E6%96%B9%E6%B3%95&fromid=214674&type=syn,[Accessed 11 03 2015]。
[ 21 ]鄭文吉,「漫談蒙地卡羅的原理及其應用」,高雄區農業改良場研究彙報,民國101年6月。
[ 22 ]余強,計算機概論精要解讀,高點,台北,2011年。
[ 23 ]Australian Government Open Data, Sample household electricity time of use data. [Online]. Available: https://data.gov.au/dataset/sample-household-electricity-time-of-use-data. . [Accessed 09 07 2014].
[ 24 ]WeatherSpark, Average Weather for Newcastle, Australia, May.2015. [Online]. Available: https://weatherspark.com/averages/34096/Newcastle-New-South-Wales-Australia
[ 25 ]C. K. Woo and K. Herter, Residential demand response evaluation scoping study , No. LBNL-61090, U.S. Department of Energy, Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, 2006. [Online]. Available: http://drrc.lbl.gov/publications/residential-demand-response
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2020-08-31起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw