臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
本論文提出一結合電力多功能數位電錶、個人電腦及微電腦遠端控制器，可運用於校園的電力需量自動化監控系統。電腦主機透過RS-485通訊介面對電力電錶讀取用電數據，並對遠端控制器做設備狀態偵測或關關控制。系統藉由各軟體之執行，可做合理需量的評估、供電品質監視、監視受電與配電設備、各迴路用電資料的統計與分析、電力需量控制與網路資訊的整合等方面。
本系統有助於用電單位瞭解使用電力狀況與降低運轉成本，讓用戶可依據其用電負載特性、狀況，訂立合理的契約容量，同時達到抑低尖峰負載、節省電費支出的目的。在不影響原用電迴路下，可簡易安裝於各用電用戶，不僅可以降低用電成本、提高用電效率，於夏季負載尖峰時段，亦可增加電力系統穩定度、提高供電可靠度。本系統除了對校園的電能監控有助益外，亦可適用於企業及機關等，對國內能源節約目標的達成是一大助力。
近年來台南女子技術學院用電需求量激增，不僅對電力系統供應造成一大負荷，而超約罰款更形成學校年度經費沈重的負擔，因此本論文提出電力需量自動化監控系統之規劃與建置，並經實際運轉之資料，證實此系統之可行性。

Abstract
An automatic monitor system for electric power demand applying in campus in combination with multi-functional digital ammeter, PC and remote controller of micro-computer is proposed in this thesis. With RS-485 communication interface, computer can read data of electricity-consuming in ammeter and make equipment condition monitoring or switch control to the remote controller. Based on the software, this system can estimate the rational demands, monitor the quality of power supply and the receiving and distribution equipment, make statistics and analysis on electricity-consuming data of all circuits, integrate electric power demand control and net information.
This system is useful for electricity-consuming agency to know about electric power consuming status and reduce cost of operation accordingly, therefore, users may make rational contractual capability according to the features and status of electric load so as to restrain load peak and save expenditure of electricity consumption. On the basis of not impacting the original circuit, it can be installed in all electricity consumers in simple way, which may not only reduce cost of electricity- consuming and promote its efficiency, but also improve the stability of electric power system and reliability of power supply during the load peak in summer. This system is also applicable for enterprise and organ besides useful for electric energy monitor in campus so that this system will be helpful for the domestic energy-saving.
The surging consumption of electricity by Tainai Woman’s College of Arts & Technology in recent years has not only increased heavy load to electric power system, the fines borne for this reason have also been the serious burden on the annual expenditure of this college, therefore, the planning and construction of Power SCADA System is proposed , and the practical operation data, to verified the Power SCADA system is feasible.

目 次
中文摘要...........................................Ⅰ
英文摘要...........................................Ⅱ
誌謝..............................................Ⅲ
目次........................ .....................Ⅳ
表目錄............................................Ⅵ
圖目錄............................................Ⅷ
第一章 緒論........................................1
1.1研究背景與動機.............................1
1.2研究目的..................................3
1.3文獻探討..................................7
1.4論文架構..................................8
第二章 契約容量訂定與需量控制.......................10
2.1契約容量之定義.................................10
2.2高壓電力用電電價之區分.....................10
2.3最適契約容量之訂定........................17
2.4電力需量管理的意義與趨勢...................21
第三章 電力負載規劃與檢討改善.......................22
3.1負載策略規劃...................................22
3.1.1負載說明............................23
3.1.2照明系統............................26
3.1.3空調系統............................33
3.1.4自備發電機抑低尖峰成本分析............35
3.2能源流程......................................36
3.3檢討與改善....................................36
第四章 系統架構與建置.............................49
4.1前言....................................49
4.2隔離式高速通訊介面模組(型號：嘉穎ST60520)........50
4.3分散式資料收集處理器輸出入轉換模組.........55
4.3.1數位輸入模組(型號：泓格 I-7053)...............55
4.3.2隔離式類比輸入模組(型號：泓格 I-7017)..........57
4.3.3輸入模組(型號：泓格 I-7041)...........60
4.3.4網際網路嵌入控制器(型號：泓格 I-7188E2)........61
4.3.5數位輸出模組(型號：泓格 I-7043)...............62
4.3.6室溫型溫濕度感測器(型號：七泰THR-2W).. 63
4.4多功能數位電錶................................ 64
4.4.1多功能電錶Modbus資料位址表................... 67
4.5分散式資料收集處理器輸出入轉換模組架構建置....... 69
4.6電力監控系統軟體架構........................... 72
第五章 電力需量監控系統功能及運轉成效................76
5.1電力需量監控系統功能............................76
5.1.1電力需量監控系統報表..................76
5.1.2異常記錄表...........................77
5.1.3 動作記錄表..........................78
5.1.4實際電費輸入.........................78
5.1.5電費年統計表.........................79
5.1.6電費分攤統計表........................80
5.2電力需量監控系統運轉成效.................... 81
5.2.1功率因數比較 ......................... 82
5.2.2超越附加費比較........................ 83
5.2.3月電費比較............................85
5.2.4超約附加費與應繳總電費比較..............85
第六章 結論與建議...................................87
6.1結論.......................................87
6.2建議...................................... 88
參考文獻...........................................89
附錄...............................................91

參考文獻
[1] 朱紀民、鐘太郎、黃裕煒、蔡佩珊，類神經網路應用在空調冰水主機直接卸載之省能及舒適度控制研究，91年節約能源論文專輯，頁389-400，民國91年5月。
[2] 鐘太郎、朱紀民、黃裕煒，達成中央空調舒適度與省能控制之研究，台電工程月刊，第六一五期，頁58-73，民國88年11 月。
[3] 姚立德、顏榮良、黃佳文，無線電控制負載系統之規劃，能源季刊，第二十五卷第三期，頁92-105，民83 年。
[4] 台灣電力公司，90 年台電負載管理年報，91年節約能源論文，民國91年5月。
[5] S. Medida.; N. Sreekumar and K.V. Prasad, “SCAD-EMS on the Internet”1998 International Conference on Energy Management and Power Delivery, IEEE Part Vol. 2, pp. 656-660, 1998.
[6] 楊金石、廖政立、王金墩、李兆惠、蒲冠志、郭宗益，“龍澗副控制中心之建
立”，中華民國第十九屆電力工程研討會論文集，頁203-207，民國87 年11 月。
[7] 鄧敏立，明潭水力抽蓄發電SCADA 系統介紹，電機月刊，第八卷，第八期，
頁207-214，民國87年8 月。
[8] 陳鴻誠、王孟輝、張隆益，校園用電及時監視系統，勤益學報，第十八期，
頁23-39，民國89 年12 月。
[9] “Load Management”, Taiwan Power Company, 2001 Annual Report.
[10] 康渼松、陳朝順、吳上立，溫度效應對台電系統負載組成影響評估，亞太電
機空調消防，第一期，頁83-92，民國91 年8 月。
[11] D. C. Wei and N. Chen “Air Condition Direct Load Control by Multi-Pass Dynamic Programming” IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 10, No. 1, pp. 307-313, Feb. 1995.
[12] W. C. Chu, B. K. Chen and C. K. Fu, “Scheduling of Direct Load Control to Minimize Load Reduction for A Utility Suffering form Generation Shortage” IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 6, No. 4, pp. 1525-1530, Nov. 1993.
[13] Y. Y. Hsu and C. C. Su, “Dispatch of Direct Load Control Using Dynamic Programming” IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 6, No. 3, pp. 1056-1061, Aug. 1993.
[14] 古美如，黃偉倫，我國節約能源獎勵措施之探討，台經月刊 91年10月號。http://www.tier.org.tw/07publication/tiermon/9110/mon9110_2.htm
[15] 財團法人中技社節能技術發展中心，http://www.ctciectdc.org.tw/。
[16] 曲新生，我國產業之能源使用狀況及節能成效，台經月刊 91年10月號。http://www.tier.org.tw/07publication/tiermon/9110/mon9110_4.htm
[17] 吳清圳等，九十一年度智慧型電力需量控制系統應用推廣手冊，財團法人台
灣電氣檢測中心電能管理技術委員會，頁1-64。
[18] 卓明遠，電力監控系統發展與應用，亞太電機空調消防，第一期，頁35-49，
民國91年8月。
[19] 陳鴻誠、王孟輝、曾振東、張隆益，網路式校區電能管理系統，第二十屆電
力工程研討會，頁1185-1189 ，民國88年11月。
[20] 劉勝良，智慧型電能管理系統研製，台灣大學，電機工程學研究所碩士論文，
民國90年6月。
[21] 顧克平，台電契約容量之動態調整研究，元智大學，資訊管理研究所碩士論
文，民國91年6月。
[22] 吳裕明，應用RS-232串列埠之技術監控用戶之用電行為，中原大學，電機工
程研究所碩士論文，民國91年6月。
[23] 吳建欣，校園電能監控系統研製，台灣大學，電機工程學研究所碩士論文，
民國 92年6月。
[24] W. M. Wang; J. F. Chen and C. L. Huang, “Optimal Contract Capacities Decisions and Investigation on Standby Generators” Taiwan Power Company, pp. 48-55, Nov. 1991.
[25] 陳鴻誠、王孟輝、張隆益、林建成，可程式控制器網路系統於電力自動計量及需量控制之應用，第二十二屆電力工程研討會，頁834-838，民90 年11 月。
[26] 林建廷，開放式控制網路在電力事業之應用趨勢，電工通訊，第一期，頁10~17，民國88 年3 月。
[27] 陳政宏，大型用戶負載最佳省電策略規劃，私立中原大學電機工程學系碩士
學位論文，民國92年6月。
[28] ICP CON軟體下載: http://www.icpdas.com/oldweb/download/index_c.htm