高考申論題
112年
[電力工程] 電力系統
第 二 題
📖 題組：
請說明在電力系統穩定度分析時:(每小題10分,共20分)
請說明在電力系統穩定度分析時:(每小題10分,共20分)
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
說明若可恢復穩定時,如何計算搖擺之最大及最小角度?
思路引導 VIP
面對暫態穩定度分析，首要聯想「搖擺方程式 (Swing Equation)」與「等面積準則 (Equal Area Criterion, EAC)」。計算角度需從能量守恆出發：最大角度出現於加速動能完全被減速功抵消之處（加速面積=減速面積）；最小角度則需探討初始穩態起點，或無阻尼振盪下回擺的能量守恆下限。
小題 (一)
等面積法則如何應用於計算臨界清除角?
思路引導 VIP
看到臨界清除角計算，應直覺聯想單機對無限匯流排 (SMIB) 系統的 $P-\delta$ (功率-相角) 曲線與搖擺方程式。利用「加速面積 $A_1$ = 最大可能減速面積 $A_2$」的物理邊界條件，列出積分等式，即可反解出極限狀態下的 $\delta_{cr}$。
等面積準則與搖擺角
💡 利用等面積準則平衡轉子加減速能量，計算搖擺過程之功角極值。
🔗 等面積準則求解步驟
- 1 初始狀態 — 由 Pm = Pmax0*sin(d0) 求得起始功角 d0
- 2 加速階段 — 計算故障期間 Pm 與 Pe1 圍成之面積 A1
- 3 減速階段 — 計算故障清除後 Pe2 與 Pm 圍成之面積 A2
- 4 等面積求解 — 令 A1 = A2，解積分方程式求出 d_max
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🔄 延伸學習：延伸學習：若 A1 面積大於 A2 可能之最大極限面積，則系統將失步。
