臺灣博碩士論文加值系統

由於近年來石油價格不斷節節高升，各企業公司紛紛投入不同的節能規劃，希望能藉此降低生產成本而提高國際競爭力。各個企業基於不同的管理文化及產品型態的差異，導致其負載的變化也隨之改變。所以企業要節省電能，必須針對歷史的負載變化作分析，而外氣溫度是影響用電負載最顯著的條件之一。
本論文主要是設計與開發一個網路電力監控系統，其中包括主控端電腦與受控端設備之間的軟體設計，以及可利用網際網路透過企業伺服器進入電力監控電腦來執行遠端控制。本論文是利用Visual Basic 6.0軟體程式來開發，以RS-485通訊網路為基礎，構成一個主從式（Master- Slave）之電力監控系統；主控端電腦透過串列通訊線RS-485與受控端設備相互傳輸資料，主控端電腦在資料處理後，依據即時電力數值進行負載預估、卸載控制及尖峰需量預估，並將各個不同功能之選項與資料顯示於監控畫面。因此，使用者只須透過電力監控系統，馬上可即時瞭解目前整個公司的用電情形。

Due to the petroleum price abruptly rising in recent years, the enterprises and manufacturers all over the world, are seeking difference energy saving plans to solve this crises. The power load control of a manufacture or enterprise may directly or indirectly affect the energy saving policy of the company. Thus, the history of power load must have to be investigated in order to save more energy for the manufacture. The temperature is one of the most important factors that affect the power load.
The main purpose of this thesis is to design and implement a network-based power monitor system. The design of software programming between the master and slaver, and communication between virtual personal network and internet are performed in this thesis too. Power measurement unit communicates with the server though the RS-485 cable. The data from the power measurement unit is applied to power load analysis, power load forecasting, power load control and load shedding. The power load monitoring and controlling is web-based designed. In other words, it may monitor and control the whole power load of a manufacture via the internet.
Finally, the power monitor and control system based on the internet is designed and implemented in this thesis. All of the functions of this system are well demonstrated as well.

目 錄
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 ix
表目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與方法 1
1.3 論文貢獻 3
1.4 論文編排方式 4
第二章 資料傳輸原理 6
2.1 前言 6
2.2 網路電力監控系統架構 7
2.2.1 電力系統架構 10
2.2.2 資料傳輸架構 11
2.2.3 串列通訊 12
2.3 USB介面 13
2.3.1 USB電氣架構 14
2.4 RS-485傳輸技術介紹 17
2.4.1 RS-485架構 18
2.4.2 RS-485 線材 19
2.4.3 RS-485 全雙工與半雙工通訊模式 21
2.5 Modbus 通訊協定原理 22
2.5.1 Modbus資料傳輸 23
2.5.2 Modbus之RTU模式串列傳輸模式 24
2.6 虛擬私有網路 25
2.6.1 虛擬私有網路架構 26
2.6.2 虛擬私有網路之技術 28
2.6.2.1 穿隧技術（Tunneling） 28
2.6.2.2 身份等級辨識技術（Authentication） 29
2.6.2.3 加解密技術（Encryption & Decryption） 30
2.6.2.4 密鑰管理技術（Key Management） 30
2.6.3 VPN之應用 31
2.6.3.1 遠端存取 31
2.6.3.2 企業內部網路 31
2.6.3.3 企業間網路 32
第三章 硬體設備與簡單迴歸分析 33
3.1 前言 33
3.2 通訊轉接器 34
3.3 硬體設備 36
3.3.1 Sepam 2000多功能電表 38
3.3.2 PM 620集合式電表 40
3.3.3 調節性控制負載 42
3.4 迴歸分析（Regression Analysis） 45
3.4.1 迴歸模型 45
3.4.2 簡單線性迴歸分析 47
3.4.3 最小平方法（Least Square Estimator，LSE） 49
3.4.4 誤差項變異數之估計 52
3.4.5 迴歸預估 56
第四章 網路電力監控系統之設計 60
4.1 前言 60
4.2 伺服端監控系統主畫面 61
4.3 伺服端監控系統功能畫面 65
4.3.1 功能表之功能選項設計 65
4.3.2 Sepam 2000總電表畫面設計 67
4.3.3 PM 620電表畫面設計 70
4.3.4 冰水主機畫面設計 71
4.3.5 負載曲線圖畫面設計 74
4.3.6 預估用電負載畫面設計 80
4.3.7 十五分鐘契約容量畫面設計 83
4.4 遠端監控 86
第五章 監控系統測試與實驗結果 90
5.1 電表實際值與電腦顯示值之測試與驗證 92
5.2 預估單日電力負載值之測試與驗證 95
5.3 預估單周電力負載值之測試與驗證 99
5.4 單月用電負載與氣溫之分析 107
5.5 自動卸載之測試與驗證 110
5.6 十五分鐘電力需量值之測試與驗證 118
第六章 結論與建議 122
6.1 結論 122
6.2 建議 123
參考文獻 125
附錄A 127
A.1 Sepam 2000多功能電表資料位址說明 127
A.1.1 資料解碼範例 128
A.2 PM 620集合式電表資料位址說明 132
A.3 微電腦冰水機控制位址說明 134
附錄B 140
B.1 t分配表 140

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