高考申論題
111年
[電力工程] 電力系統
第 一 題
📖 題組：
一個 60 Hz 電力系統由三個區域電力系統互聯組成，各區域的速度下垂（speed droop）控制特性由各區域基準額定得到，各區域基準額定與實際發電量如下表所示，三個區域負載的頻率敏感系數（D 值）不計。（每小題 10 分，共 20 分） 區域 | 速度下垂控制特性 | 基準額定 | 實際發電量 ---|---|---|--- A | 0.02 pu | 16,000MW | 12,800MW B | 0.0125 pu | 12,000MW | 9,600MW C | 0.01 pu | 6,400MW | 5,120MW
一個 60 Hz 電力系統由三個區域電力系統互聯組成，各區域的速度下垂（speed droop）控制特性由各區域基準額定得到，各區域基準額定與實際發電量如下表所示，三個區域負載的頻率敏感系數（D 值）不計。（每小題 10 分，共 20 分） 區域 | 速度下垂控制特性 | 基準額定 | 實際發電量 ---|---|---|--- A | 0.02 pu | 16,000MW | 12,800MW B | 0.0125 pu | 12,000MW | 9,600MW C | 0.01 pu | 6,400MW | 5,120MW
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請以方塊圖、特性曲線與公式等，說明同步發電機以速度下垂控制功率的原理。
思路引導 VIP
- 核心概念：速度下垂（Droop）是為了讓多台發電機併聯時能穩定分擔負載，避免發生「搶載」現象。
- 圖解組成：繪製調速器（Governor）的簡化方塊圖，包含參考轉速、反饋迴路。繪製 f-P 特性曲線（負斜率直線）。
小題 (二)
若此電力系統在區域 B 有一部滿載 400 MW 發電機因故跳機解聯，試計算此電力系統僅使用速度下垂控制進入穩態時的頻率實際值（Hz），與各區域的發電量變動實際值（MW）。
思路引導 VIP
- 辨識擾動量：$\Delta P_{loss} = 400 \text{ MW}$。這相當於系統總負載增加了 400 MW（若不計 D 值）。
- 統一計算基準：所有區域的 R pu 必須轉換為 MW/Hz 單位。公式為 $K = 1/R_{abs} = (P_{base} / R_{pu}) / f_{nom}$。