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技術專文

表 1、IEEE Std. 519 諧波電壓界限規定 圖 1、不同迴路盒鬚圖 Box Plot 示意圖

Bus voltage V Individual Total harmonic
at PCC harmonic (%) distortion THD (%) 最大值
電
流
(A) 80分位數
V ≤ 1.0 kV 5.0 8.0
平均值
1 kV < V ≤ 69 kV 3.0 5.0 中位值
20分位數
69 kV < V ≤ 161 kV 1.5 2.5 最小值
週別
161 kV < V 1.0 1.5 A B C

另外 IEEE Std.519 也定義了諧波對
圖 2、單一迴路盒鬚趨勢圖 Box Trend 示意圖
電壓值的統計規定，包括每日 99
百分位極短時 (3 秒 ) 諧波值必須小
於 表 1 中 1.5 倍的規定，以及每週 電
95 百分位極短時 (10 分鐘 ) 諧波值 流
(A)
必須小於 表 1 中的規定。

由此可見電力系統是以百分位數與
持續時間為主要管制標的，例如短
時間過載並不會造成系統立即的異
週別
常，而符合電力系統百分位數與持 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8
續時間特性的最佳的管制手法正是
盒鬚圖 (Box Plot)。然而統計手法
通常是離線讀取歷史的取樣資料來
進行計算與分析，但對電光火石的 訊的干擾，而這正是盒鬚圖 (Box 勢圖而言它更加適合用來對長期的
電力系統而言，其變化通常是在短 Plot) 所擅長的角色。 圖 1 所示即 趨勢進行更精確的分析與判讀，例
暫時間內發生，因此盒鬚圖對於電 為盒鬚圖示意圖，我們以迴路電流 如我們可以觀察最大值或最小值是
力系統雖然是最適合的統計分析工 值為例，除了顯示統計區間的資料 否有持續變化的狀況，平均值或中
具，但若無法結合即時性的防禦機 的最大值、最小值、平均值以及中 位數是否有偏移的狀況，也可以判
制，還是無法發揮其應有的功效。 位數外，更可指定盒子的上下緣以 斷特定百分位的數值或盒高的分佈
本文所介紹的電力盒鬚圖管理系 呈現資料分佈的百分位數值，例如 是否有差異，圖中的箭號引線所示
統，正是我們將盒鬚圖管制手法與 80 分位與 20 分位等。與趨勢圖不 即為中位數的變化趨勢範例。
即時警報功能結合所呈現的結果。 同的是，趨勢圖忠實呈現了時間軸 透過盒鬚趨勢圖的呈現，我們將能
的數據變化，但盒鬚圖是將該時間
夠更彈性也更全面地掌握各個面向
內所有的資料轉化為百分位數統計
的趨勢變化，舉例而言，特定負載
數據，最後透過單一個盒狀與鬚線 的電流在啟動的瞬間通常會有 Peak
盒鬚圖 圖形簡單明瞭地呈現整體資料分佈 值，但這個數值並不代表此迴路長
的狀況。
統計手法介紹 期的高負載電流，若我們改以盒子
圖1 中的盒鬚圖所呈現的是相同時 上緣 P99 也就是 99 百分位來判
間點不同迴路間的負載分配差異。 定，我們將可過濾掉前百分之一的
如前文中所言，趨勢圖的管制方式 如果我們將同一個迴路各個不同的 最大數值，如此可將 Peak 干擾的
通常是在異常發生後才偵測到，適 時間點製作一個盒鬚圖，例如一天 雜訊排除掉，所得到盒子上緣 P99
合用在短期內快速發生故障的狀 或一週，並依照時間的順序將所有 就是具有更代表性的高負載電流。
況，但對於逐步惡化的狀況卻無法 盒鬚圖並列顯示，如 圖 2 所示，我 也就是說盒鬚趨勢圖上的所有節點
提前偵測到。若要滿足電力系統偵 們將可以呈現出單一迴路長期的負 以及持續時間都可以當作計算的參
測基線偏移的需求，則必須針對百 載變化趨勢，我們賦予它一個新的 數，各系統可依據設備特性與運轉
分位數與持續時間進行管制，以掌 名稱「盒鬚趨勢圖」，它可說是盒 需求進行客製化管理參數設定，例
握高負載率與最大峰值，並排除雜 鬚圖與趨勢圖的緊密結合，比起趨 如 P99/P01、P90/P10 或 P80/

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