đặt vấn đề nêu trên, nhiệm vụ trọng tâm của đề tài là nghiên cứu và tìm hiểu về các vấn đề sau: - Tìm hiểu ưu điểm của smart meter trong lưới điện. - Phương pháp ghi nhận thu thập dữ liệu thông số của smart meter. - Khảo sát mô phỏng đồ thị phụ tải hộ tiêu thụ. - Xây dựng hàm tổng chi phí của nhóm hộ tiêu thụ điện trong ngày theo năng lượng tiêu thụ của hộ tiêu thụ điện từng thời điểm từ việc thu thập dữ liệu trực tiếp từ các smart meter.
Từ đó đưa ra thuật toán cho lịch trình tiêu thụ năng lượng tiêu thụ đến cho từng hộ khách hàng riêng để giảm chi phí tiêu thụ điện của khách hàng. Phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu về smart meter đang được sử dụng trong nước. - Mô phỏng smart meter trong quản lý điện năng sử dụng của hộ tiêu thụ điện. - Tìm hiểu các thiết bị điện sử dụng trong hộ gia đình để thuận tiện trong việc điều chỉnh lại lịch trình tiêu thụ điện của khác hàng.
- Tìm hiểu các mô hình giá cả từ đó xây dựng hàm chi phí tính toán tiền điện phải trả của hộ tiêu thụ điện là thấp nhất. HVTH: Dương Văn Ngọc Trang 3 Luận văn GVHD: PGS. Phan Quốc Dũng - Các phương pháp tính toán của bài toán. - Nhận xét và kết luận.
Giới hạn đề tài. Đề tài chỉ quan tâm đến: Tìm hiểu về smart meter thu thập thông tin kiểm tra năng lượng tiêu thụ điện từ xa của hộ gia đình trong ngày. Xác định thời gian tiêu thụ công suất lớn nhất và nhỏ nhất để từ đó công ty cung cấp điện tính toán chi phí tiêu thụ năng lượng của hộ tiêu thụ và gửi lịch trình tiêu thụ năng lượng đến hộ tiêu thụ, hộ tiêu thụ sẽ tự điều chỉnh lại việc sử dụng thiết bị điện trong nhà theo lịch trình trên sao cho việc trả tiền điện của hộ tiêu thụ là thấp nhất. Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu, từ các bài báo của nước ngoài.
Nghiên cứu và tìm hiểu về smart meter đang được sử dụng trong nước như cách đo và ghi nhận các thông số điện, và thời gian tiêu thụ điện trong ngày và việc cài đặt các biểu giá về tiền điện tại từng thời điểm của nhà cung cấp và phân phối điện. Do smart meter vẫn chưa sử dụng rộng rãi ở nước ta nên người thực hiện luận văn lấy các thông số từ các đồng hồ đo thông minh đơn lẻ để khảo sát trên mô hình toán, mô phỏng bằng phần mềm từ đó phân tích các kết quả nhận được và các kiến nghị. Đánh giá tổng quát toàn bộ bản đề tài. Đề nghị hướng phát triển của đề tài.
Kết quả dự kiến và giá trị thực tiễn Phân tích được ưu khuyết điểm về kinh tế - kỹ thuật của việc ứng dụng smart meter trong quản lý hộ tiêu thụ điện. Với kết quả nhận được có thể ứng dụng rộng rãi việc sử dụng smart meter trong quản lý hộ tiêu thụ điện, nâng cao hiểu quả sử dụng điện và công ty điện lực có thể nâng cao hiệu quả quản lý. Nội dung đề tài : Chương 1 : Tổng quan Chương 2 : Giới thiệu smart meter và mô phỏng quản lý phụ tải Chương 3 : Cơ sở toán học Chương 4 : Chi phí điện năng tiêu thụ Chương 5 : Kết luận HVTH: Dương Văn Ngọc Trang 4 Luận văn GVHD: PGS. Phan Quốc Dũng Chương 2 GIỚI THIỆU SMART METER VÀ MÔ PHỎNG QUẢN LÝ PHỤ TẢI 2.
Giới thiệu smart meter Smart meter là công tơ điện thông minh đo và ghi lại lượng điện sử dụng vào những giờ giấc khác nhau trong ngày và trong tuần. Hiện nay có các mẫu smart meter khác nhau nhưng các chức năng cơ bản thì như nhau. Smart meter sử dụng mạng lưới liên lạc để hàng ngày từng lúc liên lạc các kết quả đọc đồng hồ với các công ty cung cấp và phân phối điện. Những đồng hồ đo này có năng lực đo được lưu lượng hai chiều của điện, cho phép các hộ gia đình có hệ thống năng lượng có thể tái tạo được, như các tấm hấp thu năng lượng mặt trời, có thể tính được lượng điện mà họ cấp trở lại vào hệ thống đường dây.
Smart meter cho phép khách hàng đưa ra những lựa chọn về mức độ năng lượng họ sử dụng, bởi các đồng hồ đo này có thể cung cấp thông tin chính xác, về việc tiêu thụ điện. Không như công nghệ đo cũ mà các smart meter đang thay thế, smart meter là các hệ thống liên lạc kỹ thuật số, hai chiều, ghi lại việc sử dụng điện mỗi 30 phút đồng hồ và có thể tự động gửi số liệu này tới các công ty cấp điện. Cách này sẽ gần như làm chấm dứt thời của các hóa đơn ước tính, hàng quý và các kết quả đọc đồng hồ theo lối thủ công. Việc kết nối hay cắt kết nối điện, chuyển sang một công ty kinh doanh bán lẻ điện mới hoặc cấp điện từ các tấm hấp thu năng lượng mặt trời trên mái nhà, trở lại vào hệ thống đường dây, tất cả đều sẽ ít tốt kém hơn và dễ dàng hơn bằng một smart meter.
Khi chuyển công ty điện, mọi người sẽ không còn phải chờ để có kết quả đọc đồng hồ đo lần tới của mình nữa, làm cho các dịch vụ như thế này nhanh chóng hơn và ít tốn kém hơn. Sử dụng một cổng mạng và một hiển thị trong nhà được kết nối với smart meter của mình, các thành viên trong hộ gia đình và các dịch vụ sẽ có thể tiếp cận được đến các thông tin chính xác và chi tiết hơn về việc sử dụng điện của mình. Các thông tin này sẽ giúp khách hàng xác định được các cách tiết kiệm điện, do đó giảm được các HVTH: Dương Văn Ngọc Trang 5 Luận văn GVHD: PGS. Phan Quốc Dũng chi phí năng lượng của mình.
Các thông tin này sẽ còn giúp khách hàng so sánh các đề nghị về giá cả điện từ các công ty cung cấp đang cạnh tranh nhau để chắc chắn là họ đang có được một thỏa thuận có lợi nhất. Smart meter có thể thông báo cho công ty phân phối điện của hộ tiêu thụ biết là điện của họ không có vào thời gian thực. Các lệnh báo cho biết sự cố cúp điện này có thể làm cho việc kết nối điện trở lại diễn ra nhanh chóng hơn bởi nguồn gốc của vấn đề có thể được xác định ngay tức thì. Nhóm sửa chữa có thể được phân bổ theo cách ưu tiên và việc sửa chữa có thể bắt đầu sớm hơn.
Các công ty điện có thể sử dụng công nghệ smart meter để giúp làm cho các bên luôn được cung cấp thông tin nhanh chóng và chính xác hơn. Giới thiệu một số công tơ thông minh(smart meter) nước ta đang sử dụng Smart meter trên thị trường thì có rất nhiều loại do nhiều công ty khác nhau sản suất nhưng tính năng đo đếm các đồng hồ tuơng đối giống nhau. Dưới đây ta tìm hiểu về loại công tơ thông minh mà nghành điện lực nước ta đang sử dụng. Công tơ điện xoay chiều 1 pha kiểu VSE11 2.1 Tổng quan Công tơ điện xoay chiều 1 pha kiểu điện tử - VSE11 là thiết bị đo đếm điện năng hiện đại, thông minh được sản xuất bởi Công ty Cổ phần Thiết Bị Điện VI-NA-SI- NO.
VSE11 sử dụng công nghệ tiên tiến nhờ IC đo đếm thông minh, linh kiện chất lượng cao, màn hình LCD và kỹ thuật đo đếm hiện đại nhất, được sản xuất với công nghệ SMT. Các tính năng được chế tạo theo yêu cầu thực tế của người sử dụng điện. Đây là thế hệ thiết bị đo đếm điện năng mới được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn: - IEC62052-11 về công tơ điện AC, bao gồm những yêu cầu chung-thử nghiệm và điều kiện thử nghiệm - IEC62053-21 về thiết bị đo năng lượng tĩnh đối với điện năng hữu công (Cấp chính xác 1 và 2). VSE11 tích hợp các tính năng nổi bật: chống gian lận điện (rò điện), cảnh báo lỗi.
Đặc biệt, VSE11 có khả năng tính hợp thêm tính năng đo ghi từ xa (đọc từ xa bằng HVTH: Dương Văn Ngọc Trang 6 Luận văn GVHD: PGS. Phan Quốc Dũng bộ tập trung qua đường dây điện (PLC) hoặc qua sóng RF, bằng handheld qua sóng RF) bằng cách lắp các module rời tương ứng: module PLC, module Concentrator RF, Module Handheld RF. Công tơ còn có tính năng đọc qua sóng hồng ngoại bằng cách sử dụng thiết bị cầm tay (handheld). Điều này rất thuận tiện cho việc phát triển và linh hoạt chuyển đổi phương thức 2.
Thông số kỹ thuật Bảng 2.1: Chủng loại và hằng số công tơ Model Loại Điện áp Dòng điện Hằng số công tơ 5(20)A 3200 imp/kWh VSE11 1 pha 220V 10(40)A 1600 imp/kWh 20(80)A 800 imp/kWh Cấp chính xác: 1.0 Tần số: 50Hz ± 1Hz Kích thước: 200mm 112mm 71mm Trọng lượng: 0.75kg Khởi động: Trong điều kiện điện áp định mức, tần số định mức, hệ số công suất là 1, và khi dòng tải là 0.4%Ib (Cấp chính xác 1), công tơ có thể đo điện năng liên tục. Kiểm tra tự lên số: Khi mức điện áp 115% và dòng điện bị ngắt thì không phát xung đếm điện năng.2: Thông số điện VSE11 Điện áp làm việc 0,7U n U 1, 2U n 0,7Un Công suất tiêu thụ của mạch áp 1W ; 4VA Công suất tiêu thụ của mạch dòng 2VA Điện áp pin dự phòng 3, 6VDC (Nguồn: Internet: vinasino./15-tai-li-u-k-thu-t-cong-to-1-pha-nhi-u-bi-u-gia-tr- c-ti-pv.29 thg 8, 2014) HVTH: Dương Văn Ngọc Trang 7 Luận văn GVHD: PGS. Phan Quốc Dũng 2.3 Bảo mật công tơ Công tơ dùng mật mã (Password) để bảo mật khi truy cập công tơ bằng phần mềm. Mật mã được chia thành 3 cấp bảo mật.
- Cấp 1 (chỉ đọc): Đọc tất cả các thông số trong công tơ. - Cấp 2 đọc được tất cả các thông số như cấp 1 và cập nhật thời gian. - Câp 3 (quản lý): + Đọc các thông số như cấp 1 và 2 + Cập nhật thời gian + Xóa các thanh ghi (kết hợp nút nhấn bên trong công tơ) + Lập trình các thông số công tơ. Ngoài ra, công tơ còn kết hợp bảo mật bằng nút nhấn cho phép lập trình khi cài đặt thông số công tơ và xóa thanh ghi.
Mô tả và lắp ráp Hình 2.1: Công tơ điện xoay chiều kiểu điện tử 1 pha – VSE1T HVTH: Dương Văn Ngọc Trang 8 Luận văn GVHD: PGS.