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博碩士論文 etd-0711112-124200 詳細資訊
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論文名稱
Title
應用電力線載波技術於智慧電網需量反應與設備管理
The Application of Power Line Carrier Technology to Demand Response and Asset Management of Smart Grid
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
111
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
2012-06-28
繳交日期
Date of Submission
2012-07-11
關鍵字
Keywords
電力線載波、需量反應、智慧電網、頻率調變技術、傳導性電磁干擾
FSK, smart grid, conduction EMI, demand response, power line carrier
統計
Statistics
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中文摘要
本論文整合了電力線載波晶片、微處理機、耦合電路、濾波及信號放大電路等各單元硬體電路,研製出一套以頻率調變(Frequency Shift Keying, FSK)技術為基礎之電力線載波(Power Line Carrier, PLC)通訊模組,並執行其通信效能與傳導性電磁干擾等測試。最後應用此電力線載波通訊模組於商業類型用戶在尖峰時段執行需量反應控制,實現用戶端用電設備之控制,抑低夏季尖峰負載,達成節能減碳之目的。本論文應用電力線載波作為資料傳遞的媒介用於智慧電網中,主控端電腦可透過電力線載波模組來下達負載控制指令,亦能將用戶端之用電資訊即時回傳到控制主站,達到雙向通訊的功能。最後,應用寬頻電力線載波於閉路電視(Closed-Circuit television, CCTV)監視系統,透過電力線載波來控制鏡頭、亮度等其它設定,達到遠端監控設備功能,此系統可支援配電室之設備管理,主站電腦可以即時收集配電室狀態並適時地發出警訊聲,以防止設備失竊,有效驗證此電力線載波通訊之實用性與價值。
Abstract
This thesis develops a power line carrier(PLC) communication module using FSK modulation technology by integration of PLC chip, with various hardware circuits such as DSP, signal coupling and amplifier circuits, filter. The communication performance and conduction EMI tests and executed for the communication module developed. The PLC module is then applied for appliance control of commercial customers to fulfill the demand response function for energy conservation by reducing the summer peak loading. Besides sending the load control command from central station in the smart grid, the power consumption of various appliances can also be collected and transmitted back to the control station via two way communication with the PLC communication module. Finally, the broadband PLC (BPLC) is applied for the CCTV supervision in system to support asset management of distribution room to prevent the power equipment from steal. With the remote control of light brightness and CCTV lens with high data transmission rate provided, the communication performance of PLC can therefore be verified in this study.
目次 Table of Contents
目錄
論文審定書i
誌謝ii
中文摘要iii
英文摘要iv
目錄v
圖次viii
表次xii
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 智慧型電網與需量反應策略 5
2.1 智慧電網發展現況介紹 5
2.1.1 先進國家智慧電網的發展現況 6
2.2 智慧電網基本架構與應用11
2.2.1 微電網(Micro Grid)11
2.2.2 先進讀表基礎建設(AMI)13
2.2.3 先進配電自動化(ADAS)15
2.2.4 智慧家庭與建築電能管理(SHEMS) 18
2.3 需量反應策略 21
2.3.1 需量反應定義21
2.3.2 配合需量反應之控制策略 21
2.3.3 需量反應之效益探討 23
2.3.4 國內外需量反應機制 25
第三章 電力線載波技術35
3.1 電力線載波發展的現況 35
3.2 電力線載波的特性 35
3.3 通訊調變技術 37
3.3.1 頻率調變技術37
3.3.2 相位調變技術38
3.3.3 振幅調變技術39
3.3.4 振幅相位調變技術39
3.3.5 正交分頻多工技術40
3.4 國際電力規範 42
3.4.1 電磁輻射相關規範42
3.4.2 信號雜訊比 49
3.4.3 頻段規範49
3.5 寬頻與窄頻電力線載波的應用49
第四章 電力線載波通訊模組設計52
4.1 模組通訊規劃 52
4.2 資料處理單元設計 59
4.3 電源供應電路設計 63
4.4 電力線載波模組設計64
4.4.1 電力線載波晶片單元 65
4.4.2 信號耦合單元68
4.4.3 濾波及信號放大單元 69
4.4.4 資料傳送與接收單元 70
4.5 電力線載波通訊模組整合72
第五章 含需量反應之電力線載波實測結果分析74
5.1 電力線載波通信效能實測74
5.1.1 NPLC通信效能實測74
5.1.2 BPLC通信效能實測75
5.2 商業類型用戶載波信號量測 76
5.2.1 尖峰時段載波信號分析77
5.2.2 離峰時段載波信號分析79
5.3 傳導性電磁干擾分析與量測 81
5.4 應用電力線載波於用戶需量反應控制之測試結果86
5.5 應用電力線載波於配電室之設備管理 89
第六章 結論及未來研究方向91
6.1 結論 91
6.2 未來研究方向 92
參考文獻93
參考文獻 References
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