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2013年智慧電網主軸計畫

成果發表會

計畫名稱：智慧電網標準之制定與產業發展研究

計畫主持人：中原大學陳士麟教授

執行單位：中原大學

執行期間：101 年 12 月 01 日 ~ 102 年 11 月 30 日

一、計畫目的

• 擬訂國內標準之優先推動順序與時程，盤點與調查國內產

業與現有智慧電網設備之相關標準，辦理國際研討會邀請

產學研專家共同提出國內智慧電網設備標準體系與產業架

構，協助國內智慧電網產業拓展國內外商機。

二、計畫架構

• 本計畫第一年係由台電代表、標檢局代表、產業代表、研

究測試機構代表以及本計畫的共同主持人等組成標準研議

工作組及標準驗證工作組，提出與圖1有關之「智慧電網標

準策略規劃書」及「台灣智慧電網產業發展策略報告」。

並提出3 項國家標準草案以及「兩岸智慧電網共通標準規

劃書」。

Source：Lin, Faa-Jeng，EPA-Intelligent Grid and Advanced Metering Infrastructure General Project ,NSC

Meter is the interface

between customer loads and energy

management systems and the grid

Data Center

Smart Home (Building)

Micro Grid

PIEV

AMI&ADR

Micro Grid for more renewable

energy penetration and better

power quality

Improve of building energy efficiency

and public energy saving conscious

大同、康舒、台達電、玖鼎電力、齊碩科技

中華電信、台灣松下、新華電腦、瑞鼎科技、蔚華科、鉅康科技、笙泉、ABB艾波比、台隆節能、源鼎科技、

工研院、資策會

中華電信、MOXA四零四科技

中興電工、台達電、中華電信、歐華科技、茂迪科技、利佳、系統電子、科風、日能、虹冠電子、

慶良電子

To enhance environment and

serve as energy storage

device

Cyber Sercurity To ensure the security of

digital and communication

systems

Auto demand response can

automatically shed load under utility-

customer contract

華創、必翔、立凱、華德動能、台達電、鎰福、裕隆電能、華城電機、胡連精密

產業架構

Source：Lin, Faa-Jeng，EPA-Intelligent Grid and Advanced Metering Infrastructure General Project ,NSC

Meter is the interface

between customer loads and energy

management systems and the grid

Data Center

Smart Home (Building)

Micro Grid PIEV

AMI&ADR

Micro Grid for more renewable

energy penetration and better

power quality

Improve of building energy efficiency

and public energy saving conscious

IEC 62050、ANSI C12.19、Open

ADR-V1、V2

IEEE 1901、G.hn、SEP 2.0

IEC 62351、NIST IR7628

(併) IEEE 1547、(風) IEC61400-2、(光) CNS15118、IEC 61730、IEEE 929、IEC 61727、(儲) UL1741、IEEE P2030.2、(通)IEC 61850、DNP3.0

To enhance environment and

serve as energy storage

device

Cyber Sercurity

To ensure the security of

digital and communication

systems

Auto demand response can

automatically shed load under utility-

customer contract

SAE J1772、IEC 62196、JE VS G105

標準架構

三、計畫主要內容與成果

子計畫一：國際智慧電網標準發展研擬與國際合作

臺灣經濟研究院陳彥豪博士

執行成果 • 進行全球推動政策與產業資料之研析

(資料來源： EIA，2012，台經院彙整)

1. 蒐集澳洲、美國、加拿大、中國、丹麥、德國、印度、日本、南韓、西班牙、英國等11國之智慧電網發展與推動目標。

2. 依照政府政策/授權、環境目標、電動汽車整合、再生能源整合、可靠性問題、財政獎勵、節能目標、增加的需求、經濟競爭力、地理電網限制、能源安全、減少能源竊盜等10項指標進行蒐集與彙整。

3. 各指標重視程度之優序前三項分別為環境目標、再生能源整合、財政獎勵。

國別

政府政策/授權

環境目標

電動汽車整合

再生能源整合

可靠性問題

財政獎勵

節能目標

增加的需求

經濟競爭力

地理電網限制

能源安全目標

減少能源盜竊

澳洲

O O O O O O

美國

O O O O O

加拿大

O O O O O O

中國

O O O O O O O

丹麥

O O O O

德國

O O O O O O

印度

O O O O O O

日本

O O O O

南韓

O O O O

西班牙

O O O O O

英國

O O O O O


國別主要組織/機構主要執行中計畫

計畫名稱

澳洲 Smart Grid Australia 五項太陽能城市計畫、智慧電網暨智慧城市計畫、維多利亞智慧電錶項目、澳洲能源智慧電力計畫、先進電力儲存技術

加拿大 Smart Grid Canada 五項

安大略省倫敦海德魯二期計畫、渥太華大學的智慧載具網路及應用（DIVA）與不列顛哥倫比亞省理工學院的

NSERC智慧微電網、安大略省溫莎市的水資源系統、不列顛哥倫比亞省的綠色能源計劃、清潔能源基金資助計畫。

中國中國國家電網公司六項

智慧社區示範計畫、智慧電網需求端管理試範點、晉東南-南陽-荊門1000 kV超特高壓(UHV)交流試驗示範計畫、向家壩 - 上海+/ - 800KV特高壓直流輸電試範計畫、寧東 -

山東+/ - 660KV直流計畫、青海-西藏750-KV/+/ - 400KV交流/直流電網聯網計畫。

丹麥 European Commission與GlobalIntelligent Utility

Network Coalition以及EU Smart Grid Task Force 三項

Holsted智慧電網測試計畫、SEAS-NVE Cell計畫、歐盟Eco Grid，博恩霍爾姆測試點計畫。

德國

European Commission 、Federal Ministry of

Economics and Technology、 Federal Ministry

for the Environment、 Nature Conservation and

Nuclear Safety和 EU Smart Grid Task Force

五項

黃斯特羅姆/思科智慧電錶試範點、Stadtwerk Hassfurt智慧電錶計畫、MIRABEL計畫、SAP智慧家庭/智慧電網計畫、

示範城市曼海姆計畫。

印度 India Smart Grid Forum 四項芒格洛爾示範點、班加羅爾示範點、馬哈拉施特拉邦計畫、

分配、改革、升級與管理(DRUM)計畫。

日本 Japan Smart Community Alliance 四項京都：京阪區（關西科學城）智慧城市計畫、橫濱智慧城市計畫、豐田市智慧城市計畫、北九州市智慧城市計畫。

南韓 Korean Smart Grid Association 三項濟州島智慧電網試範計畫、超導電力電纜計畫、伊利諾州

合作計畫。

西班牙 European Commission與EU Smart Grid Task

Force 五項

畢爾巴鄂和波圖加萊特智慧電網示範點、馬拉加智慧城市計畫、卡斯特利翁智慧電網計畫、諾貝爾（社區電力監控

系統）計畫、薩雷卡計畫。

英國

European Commission、United Kingdom、Department of Energy、and Climate Change、

Ofgem與EU Smart Grid Task Force

二項東北部及約克郡智慧電網計畫、能源需求研究計畫

（EDRP）。

執行成果 • 進行全球推動政策與產業資料之研析

(資料來源： EIA，2012，台經院彙整)

1. 蒐集各國智慧電網主要組織與機構，以及執行中計畫，藉此分析各國智慧電網政策推動方向，與產業參與情況。

2. 歐洲國家主要組織均透過European

Commission

機構與各國智慧電網相關組織合作。



調查內容包含國內智慧型電網產品總銷售金額、內銷金額、外銷金額、未來平均成長率、主要外銷市場、預計持續開拓市場、國內生產地點、海外生產據點等。

根據台灣智慧型電網產業協會於2012及2013年所進行的「第二、三次智慧型電網產業調查」，結果顯示智慧電網相關總銷售額以平均每年80.62%的成長率逐年成長。

執行成果 • 完成台灣智慧電網產業調查

$14.98

$28.18

$75.83

$100.44

$6.10

$26.91

$15.28 $23.80

$21.09

$55.09

$91.12

$124.24

$-

$20.00

$40.00

$60.00

$80.00

$100.00

$120.00

$140.00

2009年 2010年 2011年 2012年

單位:億元

內銷金額

外銷金額

總銷售額

2011、2012年則以「發電與輸電設備之狀態監測系統」相關產品之銷售額占總銷售最大比例。

以2010年實際總銷售額進行估計，在2013–2017年產值平均每年成長率為20%

的情況下，2017年產值估計約為新台幣309億元。

(資料來源：台經院、TSGIA)

124.24 149.09

178.91

214.69

257.63

309.16

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年

單位:億元

執行成果 • 建立智慧電網產業溝通平台

1. 組成標準研議工作組

由台電代表、標檢局代表、產業代表、研究測試機構代表以及本計畫共同主持人等組成，每組15人共兩組。

標準研議工作組針對智慧電網相關國際標準進行全面盤點與架構擬定。

優先針對智慧電網國際標準SEP2.0、IEC61850-8-1、OpenADR、IEC62351等進行核心技術研究。

2. 建立智慧電網產業溝通平台之運作機制

建立與台灣智慧型電網產業協會(經濟部標準檢驗局標準認可化團體)之溝通平台運作機制。

• 兩岸智慧電網共通標準推動

• 舉辦國內智慧電網產業與國際智慧電網產業交流會議


執行成果 • 建立智慧電網產業溝通平台

1. 本年度第二季5月17日召開「電力自動化與資通安全」與「自動需量反應與智慧家庭電能管理」等兩場標準研議工作組會議。

2. 本年度第四季11月11日下午分別召開「電力自動化網絡設備監控」之標準研議會，以及「自動需量反應」與「智能家庭電能管理」之標準研議會。


執行成果 • 兩岸智慧電網共通標準推動

1. 第二次智慧電網兩岸產業共通標準工作小組會議已於本年度7月1

日在台灣舉行，初擬兩岸工作小組的合作備忘錄(MoU)架構，包含交流機制、聯絡人、交流深度等，擬定工作項目與進程之藍圖，並確立一年兩次工作小組會議。

2. 今年度11月22日在成都召開第三次智慧電網兩岸產業共通標準工作小組會議，簽訂合作備忘錄(MoU)，以落實兩岸工作小組之效度。


執行成果 • 舉辦國內智慧電網產業與國際智慧電網產業交流會議

7月2日在台北舉行兩岸智慧電網產業共通標準交流會議，瞭解兩岸雙方在「電力自動化與資通安全」與「自動需量反應與智慧家庭電能管理」之標準研究及應用情況，並規劃兩岸智慧電網共通標準之推動作業。


子計畫二：先進電表(AMI)及用電資訊(含自動需量反應)標準之研擬

國立臺灣海洋大學電機系陸臺根助理教授

AMI產業標準及驗證推動過程

RF ：採用ZigBee聯盟

NPL ：採用PLC G3國際組織


102.3.7

• 資策會鄧組長提出需求，本計畫小組建議制定我國AMI通訊之產業標準，以期解決未來台電採購案的可能爭議。

102.3.8

• 「台灣智慧型電網產業協會」理監事共同支持由協會主辦該標準的公聽會，並由協會制定我國AMI通訊的產業標準。

102.5.13

• 產業協會、資策會及本計畫代表共同拜訪標檢局一組和六組，決議共同制定AMI

通訊之產業標準，並規劃建立AMI

的通訊驗證體系。

102.5.28

• 產業協會、資策會及本計畫代表出席標檢局六組召開之會議，議定由電檢中心引進資策會技術，建立AMI通訊的測試驗證平台。

102.7.3

• 產業協會、資策會、本計畫及電檢中心代表共同拜訪台電研商AMI通訊標準及其驗證體系之建立。

103.6前

• 在標檢局同意之下，由產業協會召開公聽會、制定AMI通訊之產業標準並由電檢中心建立AMI通訊驗證體系。

核心邏輯：不同標準間的互通性

出處：Kyusakov, ” Emerging Energy Management Standards and Technologies - Challenges and Application

Prospects”

主要考慮因素

1. 標準間的資料模型之互通

2. 適用各種通訊媒介

3. 資通安全

OpenADR發展現況


2.0a

2.0b

OpenADR 2.0c

Energy Interoperability 1.0

OpenADR標準關連

以OASIS EI V1.0

為基礎，建立一個OpenADR子集


OpenADR功能


OpenADR系統組成

Secure InternetInformation System

群組

群組

Operators

Demand Response

Service ProvidersUtility/ISO

OpenADR OpenADR

OpenADR Web Service

Client

CLIR BOX

EMCS

Protocol

Loads

EMCS

Protocol

Loads

SEP2.0

PLC

Loads

SEP2.0

OPC

Loads

SEP2.0

ZigBee

Loads

DRAS

Individual sites Individual sites-aggregated

Aggregated Site

Web Service

Client

Participant Site


各種Auto DR之特性比較分析

傳統Auto DR Open ADR1.0 Open ADR 2.0

訊號自動傳輸自動化自動化自動化

訊息內容 DR事件

動態電價訊息

DR事件

動態電價訊息

DR事件

動態電價訊息

負載降載訊息

負載平移策略

互通性沒有有有

傳輸協定標準沒有沒有有OASIS EI 標準

系統擴充性比較

1. 有參與者數量限制。

2. 無測試工具、測試計劃及認證。

3. DR 計畫不允許彈性的調整

1. 有參與者數量限制。

2. 無測試工具、測試計劃及認證。

3. DR 計畫不允許彈性的調整

1. 允許較多的供應商參與。

2. DR計畫可彈性的調整。

3. 具測試工具、測試計劃及認證。


OpenADR驗證流程

Manufacturer decides

on Profile

After passing test—submit documents to

Alliance

Manufacturer uses

Spec. PICS and test

plan/tool to build

product

Manufacturer

submits to test lab

(InterTek)

Manufacturer

receives Certificate

Submits:

Declaration of

Conformity

PICS, test report

Phase 1: Certification

throught the Alliance

Phase2: ISO Guide 65

accredited certification

ISO 17025

accredited

test facility

OpenADR 聯盟結合他的夥伴InterTek公司進行協定實施符合性描述(Protocol Implementation Conformance Statement, PICS)


• 已將OpenADR V.2中文化並通過專家審查，據之將提送標

檢局，且已進行兩岸共通標準之制定。

• 提出「智慧電網標準及其驗證策略規劃書」之AMI及

OpenADR部份。


子計畫三：微電網(含儲能裝置)標準之研擬

中原大學電機系許世哲助理教授

（一) 整理羅列與微電網系統及設備標準相關的國際標準組織，並蒐集整理各組織研議中或已公佈而與微電網系統及設備相關的標準，以及整理分析國內外微電網相關標準的涵蓋內容與其核心技術

整理包括：IEC 、NIST 、IEEE 、ISO 、UL 、NERC 及中國大陸等微電網系統及設備相關標準。

微電網與電力公司主電網的連接標準

IEEE 1547及台電公司再生能源發電系統併聯技術要點等。

再生能源發電設置標準

IEC 61400-2、CNS 15176-2-1、GB/T 29494、GB/T 16437、GB/T 19069、IEC 61730-1

（CNS 15118-1）及IEC 61730-2 （CNS 15118-2）等。

分散式電源併網之電力電子設備標準

UL 1741、ANSI/IEEE 1021及IEC 61727等。

微電網儲能設備併網

IEEE P2030.2等。

微電網供電線路設置標準

台電公司屋外供電線路裝置規則等。


圖3.1 微電網相關標準示意圖

通訊協定標準

IEC-61850及IEEE 1815（DNP 3）等。

資通安全標準

ISO/IEC 15408、IEC 62351、NERC CIP 002-011、NIST IR 7628等。

資訊交換標準

IEC 61968等。


（二) 整理羅列國內具備檢測微電網系統及設備能力的標準研試組織及其發展重點

整理包括：

台灣大電力研究試驗中心

金屬工業研究發展中心

電信技術中心

工研技術研究院太陽光電科技中心

電子檢驗中心

Intertek

TÜ V

等機構之微電網系統及設備檢測能力及發展重點。


（三) 參與兩岸智慧電網共通標準工作小組

在2013年1月於中國大陸北京舉行之於「海峡两岸智能电网标准与应用專

題研討會」中提出在IEC 61850通訊協定架構下，交換機具備MMS通訊

協定功能，並延伸至配電自動化之可行性等台灣廠商關切之議題。

在2013年7月於台北舉行之「2013兩岸智慧電網產業共通標準交流會議」

中報告「配電自動化標準現況與展望」，進一步了解兩岸在智慧電網相

關標準制定之具體作法、合作可能性、經驗與建議。

在2013年11月於中國大陸成都召開之2013年中國電機工程學會年會之

「海峡两岸智能电网标准与应用」專題研討會中報告「台灣配電自動化

行業標準制定應用與建議」，進一步促進兩岸在智慧電網標準制定之合

作機制。


（四) 參與智慧電網國家標準草案先期審查

於2013年5月參與「變電所通訊網路及系統–第8-1部：特定通訊服務對映(SCSM)–對映至MMS(ISO 9506-1及ISO 9506-2)以及ISO/IEC 8802-3」(參考IEC 61850-8-1)國家標準草案先期審查。

於2013年5月參與「變電所通訊網路及系統–第1部：簡介及概觀」(參考IEC 61850-1)國家標準草案先期審查。

於2013年6月參與「能源管理系統應用程式介面–第2部：詞彙」(參考IEC

61970-2)國家標準草案先期審查。

於2013年8月參與「能源管理系統應用程式介面–第1部：指導綱要及一般要求」(參考IEC 61970-1)

於2013年8月參與「電力事業應用整合配電管理系統介面第1部：介面架構及一般建議」(參考IEC 61968-1)國家標準草案先期審查。


(五) 制定兩岸共通標準架構

適用於配電自動化的IEC 61850通訊協定(103/104)

饋線自動化與其它配電管理系統相介面的IEC 61850介面標準。

(六) 提出「低電壓微電網運轉整合測試作業原則」草案，內容包含微電網的架構、目的、基本條件、商業模式、電力品質、設備元件、運轉型態、設置及系統整合測試等。

(七) 已將IEC 61850-8-1中文化並通過專家審查，將提送標檢局。

（八) 整理歸納現階段研究成果，提出「智慧電網標準及其驗證策略規劃書」之微電網部份。


子計畫四：電動車(含充電站)標準之研擬

大華科技大學電機系盧豐彰副教授


1. 完成蒐集國外的標準驗證發展情形及驗證組織

2. 完成蒐集國內研議中及已公佈的電動車(含充電站)標準

3. 完成蒐集國外電動車(含充電站)各個標準的涵蓋內容

4. 完成蒐集國內電動車(含充電站)各個研試組織的發展重點

5. 完成整理分析國內電動車(含充電站)各個標準的涵蓋內容

6. 完成整理分析相對應之電動車(含充電站)標準的相互核心技術

7. 提出國內外電動車(含充電站)標準之發展趨勢

8. 提出充電站及電動車漏電感測標準草案架構

9. 提出「智慧電網標準及其驗證策略規劃書」之電動車(含充電站)部份

子計畫四成果


我國電動車標準之法規制定現況


國際電動車主要充電介面標準的比較


標準交流額定電壓/電流直流額定電壓/電流

SAE J1772

AC Level 1：

120V@12A/16A

AC Level 2：

240V@32A/80A

DC Level 1：

200V～450V@80A

DC Level 2：

200V～450V@200A

IEC 61851系列

Mode 1：

AC 250V/480V @16A

Mode 2：

AC 250V/480V @32A

Mode 3：

AC 250V/480V @63A

Mode 4：

DC 1000V @400A

IEC 62196系列

IEC 62196-2

Type 1：

250V@32A/80A

Type 2：

250V@70A

480V@63A

Type 3：

250V@32A

480V@32A

IEC 62196-3

DC 1000V@400A

JEVS G101～105/

CHADeMO 同SAE J1772 DC 500V@200A

GB/T 18487系列同IEC 62196-2 Type 2 DC 600V@300A

GB/T 20234系列 GB/T 20234.2

AC 250/440V@16A/32A

GB/T 20234.3

DC 750V@125/250A

各國標準交直流充電電壓及電流的比較

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