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研究生:李宗憲
研究生(外文):TUSNG HSIEN LI
論文名稱:以PLC為基礎之校園電能管理系統設計與建置
論文名稱(外文):Design and Implementation of PLC based Academic Electric Energy Management System
指導教授:卓明遠
指導教授(外文):MING YUAN CHO
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:電機工程系博碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:電能管理需量負載控制可程式控制器
外文關鍵詞:Energy managementDemand controlProgrammable Logic Controller
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本論文提出以可程式控制器(Programmable Logic Controller,PLC)為基礎之校園電能管理系統設計與建置,主要方法乃應用自動卸載策略藉由可程式控制器,透過 RS-485 通訊介面,連接數位電錶、遠端I/O 介面,執行需量預測及自動卸載以有效抑低尖峰負載與避免超約受罰。所建構之自動卸載系統與自動讀表系統,利用即時回傳之現有變電站負載量與精準計算程序,監視用電狀況,完整的記錄電力設備之電力品質及用電需量,再依用戶之期望需求所發展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;且當用電需量超過契約容量時,即進行電力需量控制,執行校區中央空調負載切離或卸載的動作,以避免超約罰款。本文應用監控系統、圖控軟體、網路整合所開發之電力監控系統,具有可靠性良好、彈性大、系統擴充能力強等特點,可有效提昇校園用電效率、降低電費支出。
This thesis proposes a PLC (programmable logic controller) based electrical energy management system which contains automatic load shedding schemes integrated with PLC, RS485 modules, and remote I/O interface to execute demand prediction and load shedding, in order to clip peak load and to avoid the violation of demand contract. The proposed automatic load shedding system and automatic meter reading system utilize real time returned substation loading and précised computation procedure to monitor system situation and to record the complete power quality and load demand for the further regular control scheme the customer required. The regular control schemes compose three modes of demand control, cycling control and timer control to automatically fulfill load shedding to relief the violation of demand contract. The first priority is to execute the demand control by shedding the air conditioner to save the extra electric basic charge. The real system located at academic is selected for on site testing example to demonstrate the practicality and the effectiveness of the proposed system. Results show that the superior performance and electric energy saving can be achieved.
中文摘要 ------------------------------------------------------------------------------------- I
英文摘要 ------------------------------------------------------------------------------------- II
目錄 ------------------------------------------------------------------------------------------- III
圖目錄 ---------------------------------------------------------------------------------------- V
表目錄 ---------------------------------------------------------------------------------------- VII
第一章、 緒論------------------------------------------------------------------------------ 1
1.1 研究背景與動機----------------------------------------------------------------------- 1
1.2 文獻回顧--------------------------------------------------------------------------------- 2
1.3 研究目的及其重要性----------------------------------------------------------------- 5
1.4 章節架構概要--------------------------------------------------------------------------- 6
第二章、電價計算與最適契約容量訂定--------------------------------------------- 8
2.1 前言-------------------------------------------------------------------------------------- 8
2.2 台電高壓電力用戶電費計算------------------------------------------------------ 8
2.3 最適契約容量訂定-------------------------------------------------------------------17
第三章 電能管理系統與需量負載控制策略-----------------------------------------24
3.1 前言---------------------------------------------------------------------------------------24
3.2 電能管理系統架構--------------------------------------------------------------------24
3.3 以PLC為基礎之電能管理系統-----------------------------------------------------26
3.4 高壓用戶常規負載控制方式-------------------------------------------------------29
3.4.1 週期控制策略--------------------------------------------------------------------------29
3.4.2 時鐘控制策略--------------------------------------------------------------------------32
3.4.3 需量控制策略--------------------------------------------------------------------------35
四、 電能管理系統設計與實現----------------------------------------------------------42
4.1 PLC網路架構設計--------------------------------------------------------------------42
4.2 自動讀錶架構設計-------------------------------------------------------------------43
4.3 自動讀錶程式設計-------------------------------------------------------------------43
第五章 實例測試與結果分析-------------------------------------------------------------59
5.1 案例負載分析---------------------------------------------------------------------------59
5.2 現場安裝與測試------------------------------------------------------------------------64
5.3 實際卸載規劃與即時監控-----------------------------------------------------------65
5.4 系統操作與功能說明-----------------------------------------------------------------75
5.5 運轉結果分析---------------------------------------------------------------------------79
六、 結論與未來展望-----------------------------------------------------------------------81
6.1 結論-----------------------------------------------------------------------------------------81
6.2 未來展望---------------------------------------------------------------------------------- 82
參考文獻----------------------------------------------------------------------------------------83
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