參考文獻

[1] 陳宥竹，「全球拼 EV-示範運行正當道」，車輛研究中心，2010 年 4 月

[2] 陳宥竹，「中國示範運行-十城千輛的企圖」，車輛研究中心，2010 年4 月

[3] 陳宥竹，「台灣電動車-輔導利多產業大步走」，車輛研究中心，2010 年4 月

[4] 經濟部，「智慧電動車發展策略與行動方案」，2010 年 4 月 [5] 孫逢春，「電動汽車發展現況及趨勢」，科學中國人，2010 年 [6] 國家電網公司，「法國和義大利電動汽車考察報告」，2008 年 1 月 [7] 蔡宜良，「全球電動車輛發展概況與台灣新契機」，車輛研究測試

中心，2009 年 4 月

[8] 經建會部門計劃處，「推動興新智慧型產業-智慧電動車」，2010 年7 月

[9] 江文書，「電動車充電系統技術概述」，工業技術研究院，2010 年 6 月

[10] 孫林，「國內外電動車輛標準化的現狀和發展趨勢」，中國汽車技 術研究中心，1999 年，第 12 期。

[11] 經濟部標檢局，「建置電動車輛標準檢測驗證平台計畫」，2010 年。

[12] 錢建中，「國際電動車輛標準之現況簡介」，車輛研測資訊，1999 年9 月。

[13] 經濟部標檢局，「建置電動車輛標準檢測驗證平台計畫」，2009 年 12 月。

[14] 美國國家電力法規 NEC (National Electrical Code), Article 625 [15] IEC61851-1 Electric vehicle conductive charging system - Part 1:

General requirements

[16] IEC61851-21 Electric vehicle conductive charging system - Part 21:

Electric vehicle requirements for conductive connection to an a.c./d.c.

supply

[17] IEC 61851-22 Electric vehicle conductive charging system - Part 22:

a.c. electric vehicle charging station

[18] IEC 62196-1 Plugs, socket-outlets and vehicle couplers - Conductive charging of electricity vehicles - Part 1: Charging of electric vehicles up to 250 A a.c. and 400 A d.c.

[19] SAE Jl772:2010 SAE Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler

[20] SAE Jl772:2001 SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler [21] GB/T 18487.1「電動車輛傳導系統：一般要求」

[22] GB/T 18487.2「電動車輛傳導系統：電動車輛交流/直流的連接要 求」

[23]GB/T 18487.3「電動車輛傳導系統：電動車輛交流/直流充電機(站)」

[24] JEVS G 101 Chargers applicable to quick charging system at Eco-Station

[25] JEVS G 102-1993 Lead-acid batteries applicable to quick charging system at Eco-Station for EVs

[26] JEVS G 104-1995 Communications Protocol Applicable to Quick Charging System at Eco-Station

[27] JEVS G 103 Charging stands applicable to quick charging system at Eco-Station for EVs

[28] JEVS G 105 Connectors applicable to quick charging system at

Eco-Station for EVs

[29] JEVS C 601-2000 Plugs and receptacles for EV charging

[30] SAE J2293/1 Energy Transfer System for Electric Vehicles - Part 1:

Functional Requirements and System Architectures

[31] SAE J2293/2 Energy Transfer System for Electric Vehicles - Part 2:

Communication Requirements and Network Architecture [32] UL 2202 Electric vehicle (EV) Charging System Equipment

[33] UL 2231-1 Personnel Protection Systems for EV Supply Circuits:

General Requirements

[34] UL 2251:2007 Plugs, Receptacles and Couplers for Electric Vehicles, , 1st ed., 2002-02-28, revised 2007-02-23.

[35] UL Subject 2594:2009 Outline of Investigation for Electric Vehicle Supply Equipment, Issue Number:1, 2009-11-05.

[36] SAE International, http://www.sae.org/

[37] IEC-International Electrotechnical Commission, http://www.iec.ch/

[38] International Organization for Standardization, http://www.iso.org/

[39] European Committee for Standardization, http://www.cen.eu [40] Underwriters Laboratories, http://www.ul.com

[41] 毕大成、周希德，”電動汽車鉛酸電池快充充電方法的研究”，電 源技術，2000 年，第 24 卷，第 3 期。

[42] 滕采天，姜久春，何维國，「電動汽車充電機(站)設計」，中國電 力出版社，2009 年 5 月。

[43] 牛利勇，「純電動公交充電系統關鍵技術研究」，北京交通大學，

2008 年 12 月。

[44] 吳建宗，「電動車系統整合技術概述」，啟捷動力科技有限公司，

2010 年 6 月。

[45] 林素琴，IEK 新世代動力，“電動車用鋰電池市場發展”，2009 年 11 月

[46] 工研院，“IEK”，2010 年 1 月 [47] 工研院，“IEK”，2009 年 11 月

[48] 郭炳焜，李新海，杨松青，”化学电源-电池原理及制造技术”，2009 年12 月

[49] Feng Pei, Kegang Zhao, Yutao Luo, Xiangdong Huang,“Battery Variable Current-discharge ResistanceCharacteristics and State of Charge Estimation of Electric Vehicle”, Proceedings of the 6th World Congress on Intelligent Controland Automation, Dalian, China, 2006 [50] Minxin Zheng, Bojin Qi, Xiaowei Du, “Dynamic Model for

Characteristics of Li-ion Battery on Electric Vehicle”, Industrial Electronics and Applications, pp. 2867 – 2871,2009

[51] Wang Jiayuan, Sun Zechang, Wei Xuezhe,“Performance and Characteristic Research in LiFePO4 Battery for Electric Vehicle Applications”,Vehicle Power and Propulsion Conference, pp. 1657 – 1661, 2009

[52] Chih-Chiang Hua,Zong-Wei Syue,“Charge and Discharge Characteristics of Lead-Acid Battery and LiFePO4 Battery”, Power Electronics Conference (IPEC), pp. 1478 – 1483, 2010

[53] Mark S. Duvall, “Vehicle Power and Propulsion, 2005 IEEE Conference”, 2005

3. 第三章 電動車充電系統最大總裝置容量之分析與 評估

3.1 前言

透過法令之制定、政策之宣示與補助優惠方案之推出，雖可提升 社會大眾購買電動車之意願，惟充電設施之普及、安全與便捷更是大 眾在購買電動車時的首要考量。電動車充電設施與加油站不同，其除 可在交通要道、大街小巷、公共場所設置充電站外，尚可在大賣場、

商辦大樓、社區或住宅內設置或多或少的充電機等，端視使用需求與 經濟效益而定，故在未來其普及性與便利性並不會亞於加油站。充電 設施的完善、安全與便捷，可消弭大眾對電動車充電不夠便捷的疑慮，

增強其購買與使用意願，確為電動車輛發展成敗的關鍵。台灣地區以 往電網的規劃與設計，並未考量電動車充電對電網之影響，因此在進 行電動車充電相關基礎建設前，實有必要予以深入探討，期使供電安 全與品質得以維持。本章首先針對台電現行系統進行相關參數彙整，

續而模擬、分析饋線沿線各可行充電站(機)引接位置之容許最大充電 機裝置容量，並藉此評估出各類場所(充電站、大賣場、商辦大樓等) 最大容許同時使用充電機(器)之數量，俾利台電為未來電網之規劃及 相關充電設施之設置。

3.2 標的饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大 充電機總裝置容量關係之分析

本節以台電現行系統結構、參數與特性為基礎，設計一範例系統 內含一標的饋線，並分析該饋線沿線充電站可行引接點之短路容量與 容許最大充電機總裝置容量之關係。範例系統，單線圖如圖 3.1 所示，

有 13 個匯流排，標的饋線具有 10 個負載引接點(可引接至充電站)、

各個引接點間距離 2 公里，相關參數彙整如表 3.1 所示。表 3.1 中變 電所主變壓器額定電壓若為 69-11.4 kV，其主變二次側假設引出 6 條

主饋線﹔額定電壓若為 161-22.8 kV，其二次側係引出 8 條主饋線；

標的饋線在考量可靠度 (支援負載轉供) 情況下，其最大運轉電流限 制為 300A。另假設標的饋線負載率範圍為 50%~10 %，功率因數為 0.8 落後﹔其它饋線總負載率範圍亦假設介於 50%~10 %間，功率因 數則假設為 1.0，並將之簡化，以等效集總負載方式掛接於主變二次 側上。

標的饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大充電機總裝置 容量之模擬結果彙整如表 3.2。表 3.2 中所示之標的饋線沿線充電站 引接點短路容量與容許最大充電機總裝置容量關係，在初步分析時，

各種影響因子係以分別考慮方式處理(C3-1 至 C3-8)，所考慮的影響 因子，包括﹕主變高壓側系統短路容量、主變百分阻抗值、標的饋線 負載率及其他饋線負載率。最後則以隨機選取各因子值之方式，分析 饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大充電機總裝置容量之關 係(C3-9 至 C3-10)。

圖 3.1 範例系統單線圖

表 3.1 範例系統參數

參數名稱 參數值

主變額定電壓 69-11.4 kV 161-22.8 kV

主變高壓側短路 400~1200MVA 800~1600MVA

主變額定容量 25MVA 60MVA

主變百分阻抗值 5~10% 12.5~17.5%

主饋線線徑規格 477MCM 全鋁絞線 500MCM XPLE 電纜線 主饋線阻抗 (0.1310+j0.3640)Ω/km (0.1469+j0.1325)Ω/km

表 3.2 標的饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大充電機總裝置容量關係

調整高壓側系統短路容量 800 MVA、1200 MVA、1600 MVA)，分析饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大充

調整主變百分阻抗值(12.5%、15.0%、17.5 %)，分析饋線沿 線充電站引接點短路容量與容許最大充電機總裝置容量之 關係。

標的饋線 負載量

C3-5 11.4kV 調整標的饋線負載率(10%、30%、50%)，分析饋線沿線充電 站引接點短路容量與容許最大充電機總裝置容量之關係。

C3-10 22.8kV

註：以上案例均分別針對 2 種容許電壓變動率(2.5%、5.0%)進行模擬與分析。

分阻抗值變化時，饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大充電機 總裝置容量關係之分析結果。比較此兩圖可知，在其他條件不變情況 下，饋線沿線充電站引接點容許最大充電機總裝置容量與主變百分阻 抗值成反比關係。

(3) 標的饋線負載率

圖 3.6 及圖 3.7 分別為 11.4 kV 與 22.8 kV 級配電系統在標的饋 線負載率變化時，饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大充電機 總裝置容量關係之分析結果。比較此兩圖可知，在其他條件不變情況 下，饋線沿線充電站引接點容許最大充電機總裝置容量與標的饋線負 載率亦成反比關係。

(4) 其它饋線負載率

圖 3.8 及圖 3.9 分別為 11.4 kV 與 22.8 kV 級配電系統在其他饋 線負載率變化時，饋線沿線充電站引接點短路容量與容許最大充電機 總裝置容量關係之分析結果。比較此兩圖可知，在其他條件不變情況 下，饋線沿線充電站引接點容許最大充電機總裝置容量與其它饋線負 載率亦成反比關係。

(5) 同時隨機考量所有影響因子之分析

圖 3.10 及圖 3.11 分別為 11.4 kV 與 22.8 kV 級配電系統在同時 隨機考量所有影響因子變化時，饋線沿線充電站引接點短路容量與容 許最大充電機總裝置容量關係之分析結果。

為因應未來充電站(機)隨機、分散併網運轉，未來配電系統與主 饋線之規劃、設計時可將圖 3.10 與圖 3.11 納為參考，因為此兩圖之 模擬結果已將饋線的容量裕度與轉供機制納入考量﹔除此之外，標的 饋線係假設負載率為 50%，即尖峰負載時已使用掉一半的饋線容量 (背景負載值)，因此，就 11.4 kV 與 22.8 kV 級配電饋線而言，其沿線 設 置 充 電 機 的 容 許 容 量 ， 應 分 別 小 於 3MW (@11.4kV) 與 6MW (@22.8kV)，以滿足饋線之熱容量限制，若背景負載值低於本研究假

設值，則前述容許容量可酌予調高。

主主主充充充充高400MVA 主主主充充充充高800MVA 主主主充充充充高1200MVA

11.4kV, 5.0% 11.4kV, 2.5%

0 20 40 60 80 100120140160180200220240260280300320340360380400 0

主主主充充充充高800MVA 主主主充充充充高1200MVA 主主主充充充充高1600MVA

22.8kV, 5.0% 22.8kV, 2.5%

圖 3.4 在主變百分阻抗值變化下，饋線沿線充電站引接點短路容量與

11.4kV, 5.0% 11.4kV, 2.5%

0 20 40 60 80 100120140160180200220240260280300320340360380400 0

22.8kV, 5.0% 22.8kV, 2.5%

圖 3.6 在標的饋線負載率變化下，饋線沿線充電站引接點短路容量與

11.4kV, 5.0% 11.4kV, 2.5%

0 20 40 60 80 100120140160180200220240260280300320340360380400 0

22.8kV, 5.0% 22.8kV, 2.5%

圖 3.8 在其他饋線負載率變化下，饋線沿線充電站引接點短路容量與

11.4kV, 5.0% 11.4kV, 2.5%

0 20 40 60 80 100120140160180200220240260280300320340360380400 0

22.8kV, 5.0% 22.8kV, 2.5%

圖 3.10 在同時隨機考量所有影響因子變化下，饋線沿線充電站引接

11.4kV, 2.5%

11.4kV, 5.0%

0 20 40 60 80 100120140160180200220240260280300320340360380400 0

22.8kV, 5.0% 22.8kV, 2.5%

3.3 充電機於標的饋線沿線各引接點之總裝置容量評

3.3.2 充電機總裝置容量與數量之評估

由案例 C3-9 與 C3-10 之隨機組合分析結果，可知標的饋線沿線 充電站引接點短路容量與該饋線沿線容許最大充電機總裝置容量關 係之梗概。玆利用此一結果，另以標的饋線沿線充電站引接位置與該 位置容許最大充電機總裝置容量之關係來呈現，饋線沿線充電站的引 接位置對容許最大充電機總裝置容量之影響甚大，引接位置愈接近饋 線出口端，其所能引接之容量就愈大，反之，若引接位置處於放射型 饋線末端，則其容許最大充電機總裝置容量將為全饋線各可行引接點 中之最小者。

圖 3.12 與圖 3.13 分別為 11.4 kV 與 22.8 kV 級配電系統在同時 隨機考量所有影響因子變化時，充電站引接位置與該位置容許最大充 電機總裝置容量關係之分析結果。圖 3.12 與圖 3.13 顯示，變電所主 變壓器二次側匯流排，母線編號 #4，充電機所能引接之容量最大，

反之，母線編號 #13 所能引接之容量最小。

反之，母線編號 #13 所能引接之容量最小。