電動車充電站之諧波模擬與分析｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	林泊夆 Bo-Fong Lin
論文名稱：	電動車充電站之諧波模擬與分析 Harmonic Simulation and Analysis of Electric Vehicle Charging Station
指導教授：	辜志承 Jyh-Cherng Gu
口試委員:	陳斌魁 Bin-Kwie Chen 陳在相 Tsai-Hsiang Chen 吳有基 Yu-Chi Wu
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電資學院 - 電機工程系 Department of Electrical Engineering
論文出版年：	2012
畢業學年度：	100
語文別：	中文
論文頁數：	173
中文關鍵詞：	電動車、充電站、電力品質、諧波分析
外文關鍵詞：	EV, Charging Station, Power Quality, Harmonic Analysis
相關次數：	點閱：264 下載：17
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上一筆

電動車之充電機為非線性負載，將會產生諧波汙染而導致電力品質問題。本論文主要在探討依系統端諧波電壓背景值之嚴重性，評估電動車充電站所能配置的充電機數量。首先，研究不可控充電機、改善不可控充電機的方法與可控整流充電機之數學模型與控制方法，並利用Matlab/Simulink建構電動車充電機模型，其中亦利用Matlab產生隨機參數，以模擬電動車之充電行為。再依據諧波管制標準考慮不同情境模擬，探討不同區域中可能存在不同的諧波電壓背景值並評估該區域電動車充電站可配置之充電機數量，經數據統計繪出累積分佈圖用以呈現模擬結果。論文中亦比較模擬之結果與實際量測之數據資料，兩者相當近似，故本研究成果可提供未來電動車充電站配置數量規劃參考。

Electric vehicle (EV) chargers are nonlinear power system loads, they will produce the harmonic and cause power quality problems. The purpose of this thesis is to discuss that the severity of background levels of the harmonic voltage, to assessment of how many chargers we can Install. First, studied the uncontrollable rectifier chargers, the way to reduce the harmonic of the uncontrollable rectifier chargers, and controllable rectifier charger`s mathematical and control method, and used the Matlab/Simulink to build the EV chargers, also used the Matlab to generate random parameters, and simulated the charging act of chargers. Next, base on the harmonic’s standard to consider the different scenarios to the simulation, discussion on different background levels of the harmonic voltage, and assessment of amount of the chargers in charging stations. Finally, according to the simulation show the results by statistical chart and cumulative probability distribution chart.In this thesis also compare with simulation and measured data, and they are very similar. Hence the outcomes of this thesis can provide a reference to planning charging station in the future.

摘要	I
Abstract	II
誌謝	III
目錄	IV
圖目錄	VIII
表目錄	XIV
第一章 緒論	1
1	研究背景與動機	1
2	文獻回顧	3
3	研究貢獻	5
4	研究方法與步驟	5
5	論文架構	6
第二章 電動車充電機(站)與諧波概論	9
1	前言	9
2	電動車充電機(站)	9
2.1	國內外電動車發展趨勢	10
2.2	電動車充電站	13
2.3	諧波對電力系統的影響	14
2.4	電動車充電機相關標準	16
3	諧波定義及其相關標準	18
3.1	美國IEEE	19
3.2	日本	20
3.3	英國	21
3.4	台灣	21
3.5	美國SAE	22
4	本章小結	23
第三章 充電站之建置與考量	25
1	概論	25
1.1	使用既有配電架構	27
1.2	使用專屬饋線	28
2	充電機之充電等級	29
3	建置充電站之考量	30
4	本章小結	38
第四章 電動車充電機技術分析	39
1	前言	39
2	充電機技術分類	39
2.1	不可控整流器	39
2.2	PWM整流器	43
3	充電機Matlab/Simulink模型	54
3.1	不可控整流充電機	54
3.2	可控整流充電機	55
3.3	綜合討論	57
4	本章小結	58
第五章 不可控充電機改善方法與比較	59
1	前言	59
2	不可控整流	59
3	諧波濾波器	60
3.1	被動式濾波器	60
3.2	主動式濾波器	63
4	相位移整流變壓器	65
4.1	十二脈波	65
4.2	二十四脈波	67
5	PWM整流	69
6	儲能設備應用	70
6.1	儲能設備種類	70
6.2	綜合比較	71
6.3	儲能設備裝設方法	72
7	本章小結	74
第六章 電動車充電站模擬分析	77
1	前言	77
2	充電機之諧波特性分析	78
2.1	模擬方法	78
2.2	單台充電機	80
2.3	多台充電機	82
2.4	充電機之隨機模擬	85
2.5	數據分析方式	88
3	模擬情境分析	89
4	模擬結果討論	90
4.1	模擬情境1	90
4.2	模擬情境2	94
4.3	模擬情境3	98
4.4	模擬情境4	102
4.5	模擬情境5	106
4.6	模擬情境6	110
5	本章小結	112
第七章 充電機(站)諧波量測與模擬驗證	115
1	前言	115
2	諧波量測目的	115
3	諧波量測內容	116
3.1	單台充電器(案例C4-1)	117
3.2	多台充電器(案例C4-2與C4-3)	118
3.3	上游變電站(案例C4-4)	119
4	諧波量測結果	119
4.1	單台充電機(案例C4-1)	119
4.2	多台充電機(案例C4-2與C4-3)	123
4.3	量測點#4(案例C4-4)	148
5	本章小結	155
第八章 結論及未來研究方向	157
1	結論	157
2	未來研究方向	158
參考文獻	161
附錄A	163
作者簡介	169

                                

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