臺灣博碩士論文加值系統

本論文針對現行之電能管理系統需求，利用最小損失成本方法，提出高壓用戶於規劃階段中考慮負載控制後之最適契約容量推估模式，以有效解決用戶建置管理系統之效益評估與契約容量選定問題。並應用微處理機介面技術，整合市售具MODBUS通訊協定之電表，研製一套具遠端通訊之“節能控制器”與“負載控制器”建置電能監控管理系統，以落實空調負載即時監控管理，提升整體之運行效能，並有效提升能源使用效率。本論文首先推導包含需量控制與週期控制之用戶最適契約容量選定模式，在滿足可控負載限制條件下以推估用戶之最適契約容量。再者所發展之系統主要包含“節能控制器”與“負載控制器”兩大部分，其中節能控制器以16-bit PIC微處理機研製而成；藉由結合數位電錶，取得高壓契約用戶電力參數，並接受監控電腦以MODBUS通訊協定載入並執行負載控制策略、及資料上傳至監控電腦。負載控制器利用8-bit PIC微處理機研製而成，其執行節能控制器控制命令控制壓縮機的工作狀態、及偵測壓縮機運轉狀態，接受監控電腦以MODBUS通訊協定設定及上傳資料至監控電腦。本系統最後於高壓契約用戶進行安裝與實際測試，以驗證此電能管理系統之實用性與效能。

This thesis proposes an optimum demand contract model considering load control strategies with minimum lose cost approach to solve the problem of economical benefit evaluation and contract selection for customer building electrical energy management system during design and planning stage. For the realization of air conditioner load real time control and management, this thesis adopts microprocessor hardware interface techniques to establish electrical energy management system which consists of energy saving controller and load controller. Besides, power meter and modbus communication protocol are applied to aid the proposed system to improve the total system performance and energy usage efficiency. This thesis is to derive customer optimum demand contract selection model associated with demand control and cycling control in order to evaluate the customer optimum demand contract while the constraints of controllable load limit are satisfied. Moreover, the proposed system mainly consists of two parts, both a energy saving controller and a load controller. The energy saving controller is implemented by 16-bit PIC microprocessor and power parameters are measured by power meter. Besides, modbus communication protocol is supported to upload data from controller to PC and to download the control scheme from PC to controller. The load controller is implemented by 8-bit PIC microprocessor and it supports the functions of executing energy saving controller command to control air conditioner loads and to detect the operation status of air conditioner loads, as well as to transmit/receive command /data from PC. The proposed system is installed on selected customer and field test is executed. The performance of peak load clipping and electricity saving can be justified by tested results and operation data.

目錄
中文摘要………………………………………………………………………………i
Abstract………………………………………………………………………………ii
目錄……………………………………………………………………………………iv
圖目錄…………………………………………………………………………………vi
表目錄…………………………………………………………………………………vii
一、 緒論……………………………………………………………………………1
1.1研究背景與動機…………………………………………………………1
1.2文獻回顧……………………………………………………………………3
1.3論文內容描述………………………………………………………………6
二、 需求面管理發展趨勢……………………………………………………………7
2.1需求面管理概述………………………………………………………………7
2.1.1傳統需求面管理……………………………………………………………8
2.1.2電力市場自由化需求面管理之演變……………………………………10
2.2我國需求面管理實施現況…………………………………………………12
2.3用戶端自主之負載管理……………………………………………………19
2.4負載管理與最適契約容量…………………………………………………20
三、 受控負載規劃與用電成本分析………………………………………………22
3.1高壓契約用戶電價結構與電價計算………………………………………22
3.1.1高壓契約用戶電價概述……………………………………………………23
3.1.2電價計算……………………………………………………………………27
3.2靜態最適契約容量推估……………………………………………………30
3.3考慮負載控制之最適契約容量……………………………………………32
3.3.1週期控制成效分析…………………………………………………………34
3.3.2需量控制下用戶最適契約容量與基本電費分析…………………………39
四、 電能管理系統設計實現與負載控制策略………………………………………49
4.1需量控制器研製與實現……………………………………………………49
4.1.1需量控制器硬體電路設計…………………………………………………49
4.1.2需量控制器軟體程式設計…………………………………………………53
4.2負載控制器研製與實現……………………………………………………59
4.2.1負載控制器硬體電路設計…………………………………………………59
4.2.2負載控制器軟體電路設計…………………………………………………62
4.3需量控制器控制模式………………………………………………………64
4.3.1需量控制策略………………………………………………………………64
4.3.2週期控制策略………………………………………………………………67
4.3.3時鐘控制策略………………………………………………………………68
4.4系統規劃設計………………………………………………………………69
五、 實例測試與結果分析…………………………………………………………80
5.1案例用電背景分析…………………………………………………………80
5.2結果分析……………………………………………………………………82
六、 結論與未來展望. ………………………………………………………………92
6.1結論…………………………………………………………………………92
6.2未來展望……………………………………………………………………93
參考文獻………………………………………………………………………………94

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