本論文整合電力線載波(Power Line Carrier, PLC)通訊與微處理器，研製一套以既有電力線作為通訊傳輸網路之通訊模組，並針對不同場域環境下進行通訊測試，以了解不同類型之負載對載波訊號所造成的干擾，並測試不同環境下電力線載波之通訊效能。
本文運用所設計之PLC通訊模組作為智慧電網之通訊架構，並應用於配電變壓器管理系統，透過電力線載波與光纖之混合式通訊系統回傳變壓器即時資料至主站電腦進行即時監控，並在變壓器發生過載前對冷氣空調進行遠端溫度設定廣播控制，同樣係透過本文所設計之電力線載波通訊模組傳送冷氣空調溫度設定控制指令，藉由調升溫度降低總負載用電量；此外，本文也針對電動車充電樁進行管理，透過電力線載波通訊收集各用戶電動車充電樁用電狀況回傳至變壓器管理系統主站，變壓器管理系統即可即時監控該具變壓器下各用戶充電樁充電狀況，另配合自動讀錶系統，透過電力線載波通訊，收集各用戶用電資訊回傳至控制中心主站，並於系統發生過載時配合執行需量反應負載控制，有效達成節能減碳之目的。

This thesis presents the communication module of Power Line Carrier (PLC) for the transmission of data information through the existing power line. The field test of the communication is executed to verify the communication performance and to identify the interference existed on the power line.
This thesis also applies power line carrier communications to support the smart grid function of transformer management system. The hybrid communication system, which consists of the integration of power line carrier and optical fiber, has been used to report the operation status of transformer back to the master station. When the transformer becomes overload, the mast er station issues the control command to perform the remote thermal setting of all air conditioners served for reduction of transformer loading. The smart charging of electric vehicles can be applied using the PLC communication to mitigate the impact of transformer loading. The Advance Metering Infrastructure (AMI) using the PLC communication for the collection of customer power consumption and the load control of customer application for demand response is also presented.

論文審定書 i
致謝 ii
摘要 iv
Abstract v
目錄 vi
圖次 ix
表次 xiii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目標與步驟 2
1.3 論文章節概要 4
第二章 智慧電網 6
2.1 國際智慧電網發展現況 6
2.2 智慧電網基本架構與應用 12
2.2.1 微電網 13
2.2.2 先進讀錶基礎建設 14
2.2.3 先進配電自動化 16
2.2.4 智慧家庭與建築電能管理系統 18
第三章 電力線載波技術 20
3.1 電力線載波發展現況 20
3.2 電力線載波信號特性 21
3.3 通訊調變技術 22
3.3.1 頻率調變技術 23
3.3.2 相位調變技術 24
3.3.3 振幅調變技術 25
3.3.4 振幅相位調變技術 25
3.3.5 正交分頻多工技術 27
3.4 國際電力線載波規範 30
3.4.1 電磁輻射相關規範 30
3.4.2 信號雜訊比 38
3.4.3 頻段規範 39
3.4.4 通訊標準 40
3.5 寬頻與窄頻電力線載波之應用 40
第四章 窄頻電力線載波通訊效能測試 44
4.1 電力線載波通訊 44
4.1.1 電力線載波通訊模組 44
4.1.2 資料處理模組 48
4.2 NPLC通訊效能測試結果 54
4.2.1 中山大學電資大樓實測 54
4.2.2 台電綜合研究所ADAS示範場實測 58
4.2.3 台電北北區處實測 65
第五章 電力線載波於智慧電網之應用 71
5.1 配電變壓器管理系統 71
5.2 冷氣空調遠端溫度設定廣播控制 73
5.2.1 冷氣空調控制系統架構 73
5.2.2 智慧空調通訊協定 75
5.2.3 硬體架構與人機介面 80
5.2.4 冷氣耗電之溫度敏感度分析 85
5.2.5 冷氣空調溫度量測 88
5.2.6 冷氣空調溫度設定之用戶負載曲線 92
5.3 應用於電動車充電樁之管理控制 96
5.3.1 電動車充電架構 96
5.3.2 電動車充電樁之管理控制 97
5.4 應用於先進讀表基礎建設 99
第六章 結論與未來研究方向 103
6.1 結論 103
6.2 未來研究方向 104
參考文獻 105

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