臺灣博碩士論文加值系統

本論文針對以空調負載為主之高壓用戶，應用動態規劃法（Dynamic Programming）中最優化數學技巧求解每日最佳負載控制排程問題，並探討此類型用戶於不同需求期望下之常規負載控制策略。常規運轉模式可由用戶依照需求選擇需量控制、週期控制、與時鐘控制等之任一控制方式；最佳運轉模式則可根據每日負載曲線與線上可控制負載數，自動選擇負載控制模式，使用戶在顧及舒適面需求下，獲致每日最高電能之節省。文中利用對停電期間及其間隔時間之期望來描述電力用戶對溫度變化適應的忍受程度，使負載控制排程之結果，除能有效抑低尖峰負載、節省用戶電能成本支出外，也兼顧了用戶主導負載控制問題的期待。此外，為實際體現各種負載控制策略應用成效，本研究利用微處理機硬體介面技術，研製適用於以空調負載為主用戶之負載控制器原型，以落實提升能源使用效率、降低尖峰負載及節省用戶電能之具體目的。本文採用Visual C++ 6.0軟體程式作為求解各種負載控制排程策略演算的開發核心工具。每日計算輸出的排程結果，透過RS-232通訊方式上載至負載控制器內作為空調調控的依據。為驗證所研製負載控制器之實用性與功能，以學校空調負載群作為測試系統。

This thesis applies optimization mathematical techniques of dynamic programming（DP）algorithm to solve the daily optimal air conditioner loads（ACL） control schedule, and discusses regular control strategies based on different requirements in varied situations . The first proposed control scheme is called regular control mode which supports three control skills of demand control, cycling control and timer control to assist customer to save the electrical fee. The other one is called optimum load control scheme which supports any combinations of these three control skills to optimally save the customer’s electric fee in a specific period of time. In order to cope with the flexibility and uncertaineties associated with constraints on the on/off duration of the ACL, and the uncomfortableness felt by the customers due to the temperature variation, the interrupted capacities of the ACL are regarded as condition variables. Besides, in order to concretely realize the feasibility and effectiveness of proposed controlling strategies, the techniques of microprocessor hardware interface is applied in this thesis. For the ACL customers, the prototype of load controller is developed and implemented to enhance energy efficiency, and to clip the system peak load, and then to save the electrical fee. Visual C++ 6.0 language is adopted as the developing tool to carry out the proposed work. The daily scheduling result will be loaded into energy saving controller as the strategic decision via the RS-232 communication port. The field test of controlling the air conditioner located in the campus is carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed load controller.

中文摘要 ------------------------------------------------------------I
英文摘要 ------------------------------------------------------------II
誌謝 ------------------------------------------------------------IV
目錄 -------------------------------------------------------------V
圖目錄 -----------------------------------------------------------VII
表目錄 ------------------------------------------------------------IX
一、 緒論---------------------------------------------------------1
1.1 研究背景與動機------------------------------------------------1
1.2 文獻回顧-----------------------------------------------------3
1.3 本論文貢獻----------------------------------------------------7
1.4 章節架構概要--------------------------------------------------8
二、 電力需求面負載管理機制-----------------------------------------9
2.1 電力需求面管理概述---------------------------------------------9
2.2 台灣地區負載管理措施施行概況-----------------------------------12
2.3 空調負載控制的發展--------------------------------------------17
2.4 空調負載控制與調度的問題---------------------------------------22
三、 最佳省能控制策略之規劃----------------------------------------26
3.1 動態規劃演算法則---------------------------------------------26
3.1.1 動態規劃的基本定理和基本方程-----------------------------------26
3.1.2 動態規劃演算法的演算步驟---------------------------------------30
3.1.3 動態規劃法實踐遭遇問題----------------------------------------31
3.2 高壓用戶常規負載控制方式--------------------------------------33
3.2.1 需量控制策略-------------------------------------------------33
3.2.2 週期控制策略-------------------------------------------------36
3.2.3 時鐘控制策略-------------------------------------------------38
3.3 最佳省能控制策略理論推導--------------------------------------39
3.4 求解程序的規劃-----------------------------------------------44
四、 負載控制器的研製與實現----------------------------------------57
4.1 硬體電路設計-------------------------------------------------57
4.2 軟體程式設計-------------------------------------------------63
4.3 整合與測試---------------------------------------------------68
五、 實例測試與結果分析--------------------------------------------71
5.1 案例負載分析-------------------------------------------------71
5.2 現場安裝與測試-----------------------------------------------78
5.3 運轉結果分析-------------------------------------------------79
六、 結論與未來展望-----------------------------------------------98
6.1 結論--------------------------------------------------------98
6.2 未來展望-----------------------------------------------------98
參考文獻 ------------------------------------------------------------99
作者自傳 -----------------------------------------------------------103

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