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高考申論題 114年 [電力工程] 電力系統

第 四 題

四、由兩部額定分別為 250 MW 及 400 MW 構成之發電機組,其調速機之速率調整率從無載到滿載分別為 6.0%及 6.4%且聯合供應 500 MW 至負載,假設調速機自由運作,同時調速機之速率調整率調整至 1000 MVA 為基準值時,試計算各部發電機分別分擔多少負載。(20 分)
📝 此題為申論題

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看到發電機並聯分擔負載,首要任務是利用「頻率變動量(Δf)相等」的物理特性來列聯立方程式。請務必先將所有發電機的速率調整率(Droop, R)轉換至題目指定的同一系統基準值(1000 MVA)下,再利用 R1P1 = R2P2 的反比關係求解各機組應分擔之功率。

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【解題關鍵】將各發電機之速率調整率(Droop)轉換至統一的系統基準容量(1000 MVA),並利用並聯運轉時系統頻率下降量一致的物理特性(Δf = -R × P)進行負載分配計算。 【解答】 計算:

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📝 機組負載分配與速率調整
💡 利用並聯機組速率調整率與頻率變化量一致之特性,計算負載分配。

🔗 並聯機組負載分配計算流程

  1. 1 基準值換算 — 將各機組 R 值換算至統一 S_base
  2. 2 建立比例關係 — 利用 R1*P1 = R2*P2 找出機組出力比例
  3. 3 功率平衡聯立 — 依 P1 + P2 = P_load 求出標么出力
  4. 4 實質負載驗算 — 換算回 MW 並確認機組未過載
🔄 延伸學習:延伸學習:電力系統的一次頻率控制與調速機(Governor)特性曲線。
🧠 記憶技巧:基準要統一、頻降必相同、聯立求分量、額定須檢核。
⚠️ 常見陷阱:最常遺漏「基準容量轉換」步驟,直接使用不同基準的 R 值計算導致錯誤;此外需注意標么值與實際 MW 值的轉換關係。
一次頻率控制 (Governor Control) 經濟調度 (Economic Dispatch) 標么系統 (Per-Unit System)

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