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博碩士論文 etd-0602114-104437 詳細資訊
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論文名稱
Title
支援需量反應功能之多回路集合電表設計
Design of Smart Multi-meter with Demand Response Function
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
98
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2014-06-27
繳交日期
Date of Submission
2014-07-02
關鍵字
Keywords
電力線載波、電能監控系統、智慧型多回路集合電表、需量反應、智慧型電表基礎建設
Power Line Carrier, Power Monitoring System, Smart Multi-meter, Demand Response, Advanced Metering Infrastructure
統計
Statistics
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中文摘要
近年來由於能源價格上漲與環保意識的抬頭,世界各國皆積極發展再生能源與智慧電網(Smart Grid),並以智慧型電表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure, AMI)作為首要切入點。智慧型電表基礎建設之發展除可讓電力公司方便管理外,配合需量反應導入時間電價及獎勵機制,可提供用戶端完善用電資訊,激勵用戶自發性節能省電,達成抑低尖峰負載並提高電力系統可靠度之目的。
本論文所研發之智慧型多回路集合電表,可同時量測六組不同供電單相迴路或兩組三相迴路之功率消耗與用電度數,並配合電能監控軟體結合電力線載波通訊(Power Line Carrier, PLC)技術,在不須另外鋪設通訊設備的情況下,利用現有電力線傳輸各供電回路之用電資料,同時顯示於主站電腦,提供使用者掌握各負載用電資訊,亦可配合電力公司執行需量反應機制,當系統發生超約用電或電價較高時段由主站下達控制指令進行較不重要設備之卸載,有效達成抑低系統用電量與節省電費開銷之節能效益。
Abstract
Due to the dramatic hike of fossil fuel and recognition of environmental protection, the development of renewable energy and smart grid has been promoted in many countries. The Advanced Metering Infrastructure (AMI) can provide customers with the detailed information of power consumption and electricity tariff. The time of use rate structure and more effective incentives can be revised to encourage customer for peak loading reduction to enhance power system reliability.
This thesis has developed the smart meter to perform the monitoring and control of multiple circuits at the same time. The power demand and energy consumption of 6 sets of 1-ϕ power circuits or 2 sets of 3-ϕ power circuits can be measured. Without requiring the installation of communication system, all of the power information is then transmitted back to the master station using the technology of power line carrier. The demand control of each power circuit can be applied to interrupt non-essential loads during the violation of contract demand. The demand response can also be executed by resetting the contract demand when the master station receives the command of demand response from the utility for the reduction of system power demand.
目次 Table of Contents
論文審定書 i
致謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
圖次 vii
表次 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法與步驟 2
1.3 論文概要 4
第二章 需量反應機制 5
2.1 前言 5
2.2 需量反應控制機制 5
2.3 需量反應效益探討 11
2.4 國內外需量反應執行情形 13
第三章 電力線載波通訊 22
3.1 電力線載波通訊介紹 22
3.2 電力線載波特性與訊號調變技術 22
3.3 電力線載波技術規範 29
3.4 寬頻與窄頻電力線載波之應用 31
第四章 智慧型多回路集合電表設計 34
4.1 前言 34
4.2 電能運算單元 35
4.3 通訊單元 44
4.3.1 RS-485通訊單元 45
4.3.2 電力線載波通訊單元 48
4.3.3 Modbus通訊協定 50
4.4 負載控制單元 56
4.5 資料處理單元 58
4.6 電源電路單元 65
4.7 智慧型多回路集合電表之硬體整合 67
第五章 多回路集合電表實測結果分析 70
5.1 電能監控系統軟體介紹 70
5.2 電能監控系統需量反應之實測 75
5.3 配合需量反應機制之負載管理 78
第六章 結論及未來研究方向 82
6.1 結論 82
6.2 未來研究方向 83
參考文獻 84
參考文獻 References
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