I. Tính cấp thiết của đề tài
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng gia tăng. Tuy nhiên, khả năng cung cấp điện vẫn còn nhiều hạn chế. Do đó, việc tiết kiệm và sử dụng điện hiệu quả trở thành vấn đề cấp bách. Việc nâng cao ý thức tiết kiệm điện trong cộng đồng còn hạn chế, và các biện pháp thực hiện chưa đủ mạnh. Hệ thống quản lý và giám sát điện năng thông minh là giải pháp tối ưu giúp người dùng theo dõi và điều chỉnh mức tiêu thụ điện. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Theo đó, việc thiết kế hệ thống quản lý và giám sát điện năng từ xa sẽ giúp người dùng dễ dàng kiểm soát và điều chỉnh các thiết bị điện trong gia đình hoặc cơ quan.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của nghiên cứu này là tổng hợp lý thuyết về quản lý và giám sát điện năng, thiết kế phần cứng cho hệ thống giám sát điện năng thông minh, và phát triển phần mềm giám sát các thông số điện năng trong thời gian thực. Hệ thống sẽ cho phép người dùng theo dõi và điều khiển từ xa thông qua smartphone hoặc máy tính. Đặc biệt, hệ thống sẽ tích hợp chức năng quản lý nhu cầu phụ tải (DSM) nhằm tối ưu hóa việc sử dụng điện. Các chức năng bảo vệ quá/thấp áp và cảnh báo sự cố cũng sẽ được tích hợp để nâng cao tính an toàn và hiệu quả của hệ thống.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là hệ thống giám sát và quản lý điện năng thông minh, áp dụng cho các phụ tải điện như nhà máy, khách sạn, và bệnh viện. Phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung vào thiết kế hệ thống quản lý và giám sát các thông số điện năng như điện áp, dòng điện, công suất, và điện năng tiêu thụ. Hệ thống sẽ được thử nghiệm trên mạng điện một pha 220V, trong khi các mạng điện ba pha sẽ được đề xuất trong phần kiến nghị của đề tài.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu bao gồm hai nội dung chính: nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết sẽ tổng hợp và đánh giá các công trình đã công bố liên quan đến đối tượng nghiên cứu, đồng thời phân tích các phương pháp đo lường các thông số điện năng. Nghiên cứu thực nghiệm sẽ tập trung vào việc lựa chọn các thiết bị phần cứng phù hợp và thực hiện các thí nghiệm để kiểm chứng hiệu quả của hệ thống. Các thiết bị như bo mạch Arduino, cảm biến điện áp và dòng điện sẽ được sử dụng để xây dựng mô hình thực nghiệm.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài có ý nghĩa khoa học trong việc nghiên cứu giải quyết bài toán quản lý và giám sát điện năng thông qua mạng internet. Hệ thống sẽ giúp các nhà quản lý có thể theo dõi và giám sát các thông số vận hành từ xa, nâng cao hiệu quả sử dụng điện. Về mặt thực tiễn, trong bối cảnh công nghiệp 4.0, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quản lý điện năng sẽ góp phần hiện đại hóa và nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý, giám sát và điều khiển hệ thống điện. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn bảo vệ môi trường.
