Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Ứng dụng công nghệ PLC trong đo đếm điện năng

Luận văn thạc sĩ HCMUTE nghiên cứu ứng dụng công nghệ PLC trong đo đếm điện năng qua đường dây điện lực, mang lại giải pháp hiệu quả.

• Tác giả: Lê Công Phu
• Người hướng dẫn: TS. Trương Đình Nhơn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ PLC Trong Đo Đếm Điện Năng Qua Đường Dây Điện Lực
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ PLC

Công nghệ PLC (Power Line Communication) là một giải pháp tiên tiến cho việc truyền tải dữ liệu qua các đường dây điện lực. Công nghệ này tận dụng hạ tầng có sẵn của lưới điện để truyền thông tin, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư cho các hệ thống truyền thông mới. PLC cho phép kết hợp hiệu quả giữa việc cung cấp điện và truyền tải thông tin, mở ra nhiều ứng dụng trong quản lý năng lượng và tự động hóa. Theo nghiên cứu, PLC có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực như đo đếm điện năng từ xa, quản lý điều khiển thiết bị điện, và cung cấp dịch vụ Internet qua đường dây điện. Tuy nhiên, việc triển khai PLC cũng gặp phải một số thách thức, đặc biệt là về nhiễu và suy hao tín hiệu trên đường dây điện. Điều này đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật phù hợp để đảm bảo hiệu suất truyền tải thông tin.

1.1. Ưu nhược điểm của công nghệ PLC

Công nghệ PLC mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng sử dụng hạ tầng điện lực hiện có, giảm chi phí lắp đặt và bảo trì. Tuy nhiên, PLC cũng có những nhược điểm như độ tin cậy thấp do nhiễu từ các thiết bị điện khác và suy hao tín hiệu. Nghiên cứu cho thấy rằng, để tối ưu hóa hiệu suất của PLC, cần áp dụng các phương pháp điều chế và mã hóa tín hiệu phù hợp. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu nhiễu mà còn nâng cao khả năng truyền tải dữ liệu qua các khoảng cách xa. Các ứng dụng thực tiễn của PLC trong quản lý năng lượng và tự động hóa đang ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt trong các hệ thống điện thông minh.

II. Hệ thống tự động hóa và quản lý năng lượng

Hệ thống tự động hóa trong ngành điện lực đang trở thành xu hướng tất yếu nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và tiết kiệm năng lượng. Việc ứng dụng công nghệ PLC trong quản lý năng lượng cho phép giám sát và điều khiển từ xa các thiết bị điện. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu nhân lực mà còn nâng cao độ chính xác trong việc đo đếm điện năng. Theo báo cáo, việc sử dụng PLC trong quản lý năng lượng đã giúp các công ty điện lực cải thiện hiệu suất hoạt động và giảm thiểu tổn thất năng lượng. Các thiết bị như công tơ điện tử thông minh được tích hợp với công nghệ PLC cho phép thu thập dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác, từ đó hỗ trợ việc ra quyết định trong quản lý tiêu thụ điện năng.

2.1. Ứng dụng của công nghệ PLC trong công nghiệp

Trong lĩnh vực công nghiệp, PLC được sử dụng để điều khiển và giám sát các quy trình sản xuất. Công nghệ này cho phép truyền tải thông tin giữa các thiết bị một cách hiệu quả, từ đó nâng cao khả năng tự động hóa. Việc áp dụng PLC trong các nhà máy sản xuất không chỉ giúp giảm thiểu chi phí vận hành mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng, các hệ thống sử dụng PLC có thể hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, nhờ vào khả năng chống nhiễu và suy hao tín hiệu. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển các ứng dụng mới trong ngành công nghiệp, từ quản lý năng lượng đến điều khiển quy trình sản xuất tự động.

III. Thách thức và giải pháp trong ứng dụng PLC

Mặc dù công nghệ PLC mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai vẫn gặp phải một số thách thức lớn. Nhiễu và suy hao tín hiệu là hai vấn đề chính ảnh hưởng đến hiệu suất của PLC. Để khắc phục những vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã đề xuất nhiều giải pháp kỹ thuật, bao gồm việc sử dụng các phương pháp điều chế tín hiệu tiên tiến và các thiết bị lọc nhiễu. Việc áp dụng các giải pháp này không chỉ giúp cải thiện chất lượng tín hiệu mà còn nâng cao khả năng truyền tải dữ liệu qua các khoảng cách xa. Hơn nữa, việc phát triển các thiết bị đầu cuối như modem PLC cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.

3.1. Giải pháp kỹ thuật cho vấn đề nhiễu

Để giảm thiểu nhiễu trong hệ thống PLC, việc sử dụng các kỹ thuật mã hóa và điều chế phù hợp là rất cần thiết. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc áp dụng điều chế FSK (Frequency Shift Keying) có thể giúp cải thiện đáng kể khả năng chống nhiễu của hệ thống. Ngoài ra, việc sử dụng các bộ lọc tín hiệu cũng là một giải pháp hiệu quả để loại bỏ các tần số không mong muốn. Các giải pháp này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất truyền tải mà còn đảm bảo tính ổn định của hệ thống trong các điều kiện hoạt động khác nhau.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Công nghệ truyền thông trên đường dây điện lực (Power Line Communication - PLC) đã trở thành một hướng phát triển quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật điện và viễn thông, đặc biệt trong quản lý và đo đếm điện năng. Theo báo cáo của ngành điện lực miền Nam Việt Nam, hệ thống quản lý đo đếm điện năng bằng công tơ điện tử đã phục vụ hơn 5,7 triệu khách hàng với hơn 5 triệu công tơ được lắp đặt. Tuy nhiên, việc truyền dữ liệu qua đường dây điện lực gặp nhiều thách thức do nhiễu và suy hao tín hiệu, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và hiệu quả của hệ thống.

Luận văn thạc sĩ này tập trung nghiên cứu ứng dụng công nghệ PLC trong đo đếm điện năng qua đường dây điện lực, nhằm giải quyết các vấn đề về nhiễu và suy hao tín hiệu. Mục tiêu cụ thể là thiết kế và xây dựng module truyền nhận tín hiệu PLC có khả năng chống nhiễu cao, đảm bảo truyền dữ liệu ổn định trong phạm vi khoảng cách truyền trên 1000m, đồng thời phát triển hệ thống đọc công tơ từ xa và điều khiển đóng/cắt dây nhánh khách hàng nhằm giảm nhân lực quản lý.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các phụ tải dân dụng có công suất dưới 3 kW, với dữ liệu thu thập từ hệ thống điện tại khu vực miền Nam Việt Nam trong giai đoạn từ năm 2014 đến 2017. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao hiệu quả quản lý điện năng, giảm thiểu sai số trong đo đếm, đồng thời góp phần phát triển lưới điện thông minh, tiết kiệm năng lượng và tăng cường an toàn vận hành.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về truyền thông PLC, bao gồm:

• Lý thuyết truyền thông trên đường dây điện lực: PLC sử dụng mạng lưới dây điện có sẵn làm môi trường truyền dẫn dữ liệu bằng cách ghép tín hiệu số tần số cao lên trên tín hiệu điện xoay chiều 50Hz. Các khái niệm chính gồm: cách ghép tín hiệu, điều chế và giải điều chế tín hiệu, cũng như các loại nhiễu trên đường dây điện.

• Mô hình điều chế tín hiệu: Các kỹ thuật điều chế số như khóa dịch biên độ (ASK), khóa dịch tần số (FSK), khóa dịch pha (PSK) và kỹ thuật trải phổ (DSSS, FHSS, OFDM) được nghiên cứu để lựa chọn phương pháp điều chế phù hợp nhằm giảm thiểu nhiễu và tăng tốc độ truyền dữ liệu.

• Khái niệm về nhiễu và suy hao tín hiệu: Nhiễu tần số 50Hz, nhiễu xung đột biến, nhiễu xung tuần hoàn, nhiễu sóng radio và các loại nhiễu khác được phân tích chi tiết để đề xuất giải pháp xử lý. Sự phối hợp trở kháng và hiện tượng sóng dừng cũng là các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế từ hệ thống điện lực miền Nam, bao gồm thông tin về công suất, dòng điện, điện áp và các đặc tính nhiễu trên đường dây điện.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô phỏng lý thuyết để xây dựng mô hình truyền nhận tín hiệu PLC, áp dụng các kỹ thuật điều chế FSK và thiết kế bộ lọc chống nhiễu. Phân tích hiệu suất truyền dẫn dựa trên các chỉ số như tỷ lệ lỗi bit (BER) và khả năng chống nhiễu.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Thí nghiệm được thực hiện trên các phụ tải dân dụng với công suất dưới 3 kW, trong phạm vi khoảng cách truyền trên 1000m, nhằm đánh giá hiệu quả của module PLC thiết kế.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu kéo dài từ năm 2014 đến 2017, bao gồm giai đoạn khảo sát thực tế, mô phỏng, thiết kế phần cứng và thử nghiệm hệ thống.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Khả năng truyền dữ liệu ổn định trên khoảng cách >1000m: Module PLC thiết kế đạt tốc độ truyền dữ liệu từ vài trăm đến hơn một nghìn bps, đáp ứng yêu cầu truyền thông trong hệ thống đo đếm điện năng. So với các hệ thống trước đây, tỷ lệ lỗi bit giảm khoảng 15-20%.

2. Hiệu quả xử lý nhiễu bằng kỹ thuật điều chế FSK: Việc sử dụng điều chế FSK tích hợp trong module HL-PLC V4.1 giúp giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu xung và sóng hài, nâng cao khả năng khôi phục tín hiệu gốc ngay cả khi tín hiệu bị méo hoặc mất mát. Tỷ lệ lỗi bit giảm xuống dưới 5% trong môi trường nhiễu cao.

3. Ứng dụng tụ khử nhiễu trong mạch chống nhiễu: Thiết kế mạch chống nhiễu sử dụng tụ điện giúp giảm đáng kể các xung nhiễu ngắn hạn, cải thiện chất lượng tín hiệu truyền nhận. Hiệu quả giảm nhiễu đạt khoảng 30% so với hệ thống không sử dụng tụ khử nhiễu.

4. Khả năng điều khiển đóng/cắt từ xa dây nhánh khách hàng: Hệ thống cho phép thao tác điều khiển từ xa, giảm nhân lực quản lý và tăng tính chủ động trong vận hành. Thời gian phản hồi trung bình dưới 2 giây, phù hợp với yêu cầu thực tế.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các cải tiến trên là do việc lựa chọn kỹ thuật điều chế FSK phù hợp với đặc tính kênh truyền trên đường dây điện lực, kết hợp với thiết kế mạch lọc và chống nhiễu hiệu quả. So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này cho thấy sự tiến bộ rõ rệt trong việc giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu và suy hao tín hiệu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ lỗi bit theo khoảng cách truyền và mức độ nhiễu, cũng như bảng so sánh hiệu suất truyền dẫn trước và sau khi áp dụng các giải pháp xử lý nhiễu. Điều này minh họa rõ ràng hiệu quả của module PLC thiết kế trong môi trường thực tế.

Ý nghĩa của kết quả nghiên cứu không chỉ nằm ở việc nâng cao độ chính xác trong đo đếm điện năng mà còn góp phần thúc đẩy phát triển lưới điện thông minh, giảm chi phí vận hành và tăng cường an toàn hệ thống điện.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai rộng rãi module PLC chống nhiễu: Khuyến nghị các công ty điện lực áp dụng module truyền nhận tín hiệu PLC thiết kế trong hệ thống đo đếm điện năng, nhằm nâng cao độ chính xác và ổn định truyền dữ liệu trong vòng 12 tháng tới.

2. Phát triển hệ thống điều khiển đóng/cắt từ xa: Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ điều khiển từ xa dây nhánh khách hàng để giảm nhân lực quản lý, tăng tính linh hoạt và an toàn vận hành, với mục tiêu hoàn thiện trong 18 tháng.

3. Nâng cấp phần mềm quản lý dữ liệu: Tích hợp các thuật toán xử lý nhiễu và mã hóa dữ liệu phù hợp vào phần mềm quản lý trung tâm để tối ưu hóa việc thu thập và phân tích dữ liệu điện năng, dự kiến thực hiện trong 6 tháng.

4. Đào tạo kỹ thuật viên và nhân viên vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về công nghệ PLC và kỹ thuật xử lý nhiễu cho đội ngũ kỹ thuật viên, đảm bảo vận hành hiệu quả và bảo trì hệ thống, triển khai liên tục trong năm đầu tiên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và chuyên gia kỹ thuật điện: Nghiên cứu và phát triển các giải pháp truyền thông trên lưới điện, nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện thông minh.

2. Cán bộ quản lý công ty điện lực: Áp dụng công nghệ PLC trong quản lý đo đếm điện năng và điều khiển từ xa, giúp giảm chi phí và tăng cường an toàn.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật điện - điện tử: Tham khảo các phương pháp điều chế, xử lý nhiễu và thiết kế module truyền nhận tín hiệu trong môi trường thực tế.

4. Các nhà phát triển thiết bị đo đếm điện tử: Tích hợp công nghệ PLC và các giải pháp chống nhiễu vào sản phẩm, nâng cao chất lượng và tính cạnh tranh trên thị trường.

Câu hỏi thường gặp

1. PLC là gì và tại sao lại sử dụng công nghệ này trong đo đếm điện năng?
   PLC là công nghệ truyền dữ liệu qua đường dây điện lực hiện có, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư hạ tầng mới. Trong đo đếm điện năng, PLC cho phép truyền dữ liệu từ công tơ về trung tâm một cách tự động và nhanh chóng, giảm nhân lực và tăng độ chính xác.

2. Những loại nhiễu nào ảnh hưởng đến truyền thông PLC?
   Các loại nhiễu chính gồm nhiễu tần số 50Hz, nhiễu xung đột biến, nhiễu xung tuần hoàn, nhiễu sóng radio và nhiễu nền. Những nhiễu này làm giảm chất lượng tín hiệu, gây mất dữ liệu hoặc sai số trong truyền thông.

3. Tại sao chọn kỹ thuật điều chế FSK trong nghiên cứu này?
   Điều chế FSK có khả năng chống nhiễu tốt hơn so với ASK và PSK trong môi trường đường dây điện lực nhiều nhiễu, giúp giảm tỷ lệ lỗi bit và duy trì tín hiệu ổn định trong quá trình truyền.

4. Module PLC thiết kế có thể truyền dữ liệu trong phạm vi bao xa?
   Module có khả năng truyền dữ liệu ổn định trên khoảng cách hơn 1000m, phù hợp với phạm vi truyền thông trong các hệ thống đo đếm điện năng dân dụng.

5. Làm thế nào để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu trong hệ thống PLC?
   Ngoài việc sử dụng kỹ thuật điều chế phù hợp, việc thiết kế mạch lọc chống nhiễu như sử dụng tụ khử nhiễu, bộ lọc LC, và điều chỉnh tần số truyền tín hiệu cũng rất quan trọng để giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu.

Kết luận

• Công nghệ PLC là giải pháp hiệu quả cho việc truyền thông tin đo đếm điện năng qua đường dây điện lực hiện có, giúp tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả quản lý.
• Việc áp dụng kỹ thuật điều chế FSK và thiết kế mạch chống nhiễu đã cải thiện đáng kể chất lượng truyền dẫn, giảm tỷ lệ lỗi bit xuống dưới 5%.
• Module truyền nhận tín hiệu PLC thiết kế có khả năng truyền dữ liệu ổn định trên khoảng cách >1000m, đáp ứng yêu cầu thực tế của hệ thống điện dân dụng.
• Hệ thống điều khiển đóng/cắt từ xa dây nhánh khách hàng giúp giảm nhân lực và tăng tính chủ động trong vận hành.
• Đề xuất triển khai ứng dụng rộng rãi và đào tạo nhân lực để phát triển lưới điện thông minh trong tương lai gần.

Tiếp theo, các đơn vị điện lực và nhà nghiên cứu nên phối hợp triển khai thử nghiệm thực tế module PLC trong các khu vực khác nhau, đồng thời phát triển phần mềm quản lý dữ liệu tích hợp các giải pháp xử lý nhiễu để tối ưu hóa hiệu quả hệ thống. Hành động ngay hôm nay để nâng cao chất lượng quản lý điện năng và hướng tới lưới điện thông minh bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ CÔNG PHU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLC (POWER LINE COMMUNICATION) TRONG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN SKC007485 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ CÔNG PHU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLC (POWER LINE COMMUNICATION) TRONG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG QUA ĐƢỜNG DÂY ĐIỆN LỰC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 TP. Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ CÔNG PHU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLC (POWER LINE COMMUNICATION) TRONG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG QUA ĐƢỜNG DÂY ĐIỆN LỰC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hƣớng dẫn khoa học: TS. TRƢƠNG ĐÌNH NHƠN TP.

Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Lê Công Phu Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 23/08/1989 Nơi sinh: Kiên Giang Quê quán: An Minh, Kiên Giang Dân tộc: Kinh Chỗ ở: Khu phố 2, Thị trấn thứ 11, huyện An Minh, tỉnh Kiên Giang Điện thoại: [phone] E-mail: phule2308@gmail. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức.

Thời gian đào tạo từ tháng 10/2008 đến tháng 10/2013. Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh. Ngành học: Kỹ thuật Điện – Điện tử.

Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Điều khiển động cơ bƣớc theo nhiệt độ. Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Năm 2012 tại Trƣờng Đại học sƣ phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Công việc đảm Thời gian Nơi công tác nhiệm Điện lực An Minh – Từ tháng 3/2014 đến nay Cán bộ kỹ thuật Công ty Điện lực Kiên Giang i Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và là công trình nghiên cứu của riêng tôi, luận văn này không giống hoàn toàn bất cứ luận văn hoặc các công trình đã có trƣớc đó.

Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Ngƣời viết Lê Công Phu ii Luan van LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và tốt nghiệp, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo và tôi đặc biệt muốn cảm ơn Thầy giáo TS. Trƣơng Đình Nhơn, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề tài, cảm ơn sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp trong thời gian qua. Mặc dù đã cố gắng, song do điều kiện về thời gian và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót.

Vì vậy, tôi rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng nhƣ của các bạn bè, đồng nghiệp. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Lê Công Phu iii Luan van TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, với sự phát triển của khoa học, công nghệ thông tin chúng ta đang chứng kiến sự xuất hiện hàng loạt các dịch vụ viễn thông mới đa dạng, an toàn, chất lƣợng cao đáp ứng nhu cầu truyền thông cho các doanh nghiệp và ngƣời tiêu dùng. Trong đó, công nghệ truyền thông tin trên đƣờng dây điện lực PLC (Power Line Communication) đã mở ra hƣớng phát triển mới trong lĩnh vực thông tin. Cùng với sự phát triển đó, tự động hóa các hệ thống là yêu cầu cấp thiết nhằm giải phóng sức lao động trực tiếp, nâng cao độ an toàn và tiết kiệm năng lƣợng.

Và đây cũng đang trở thành xu hƣớng và mục tiêu hƣớng tới của các Công ty Điện lực. Với việc sử dụng các đƣờng dây truyền tải điện để truyền dữ liệu, công nghệ PLC cho phép kết hợp hiệu quả các dịch vụ truyền tin và năng lƣợng. Tuy nhiên, nhiễu và suy hao của tín hiệu trên đƣờng truyền điện lực là nguyên nhân chính dẫn đến khó khăn khi triển khai các ứng dụng truyền thông PLC trong thực tế. Nhƣ ta đã biết, đƣờng dây điện không phải đƣợc thiết kế để truyền tải thông tin, vì vậy kỹ thuật PLC ra đời chính là để giải quyết vấn đề này.

Để có thể truyền thông tin qua phƣơng tiện truyền dẫn là đƣờng dây dẫn điện, cần phải có các thiết bị đầu cuối là PLC modem, các modem này có chức năng biến đổi tín hiệu từ các thiết bị viễn thông truyền thống nhƣ máy tính, điện thoại sang một định dạng phù hợp để truyền qua đƣờng dây dẫn điện. Thông tin đƣợc gởi vào đƣờng dây tryền tải điện có tần số lớn. Do đó, tổng dẫn của đƣờng dây đối với tín hiệu thông tin cao làm suy hao nhanh về độ lớn của tín hiệu. Thêm vào đó, các thiết bị nối vào đƣờng dây điện rất đa dạng với trở kháng khác nhau, có thể sinh ra sóng hài với các giá trị khác nhau… Vì vậy, tín hiệu nhiễu trong phƣơng pháp PLC rất cao.

Mặc dù có nhiều phƣơng pháp để khắc phục hai nhƣợc điểm trên, nhƣng các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng, PLC có thể ứng dụng cho các lĩnh vực sau: công tơ điện tử thông minh, truyền thông tin điều khiển các thiết bị điện trong nhà… Với tình hình cụ thể về hệ thống điện Việt Nam, Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVN SPC) đã xây dựng đƣợc một hệ thống quản lý đo đếm điện năng bằng iv Luan van công tơ điện tử, thống nhất với hơn 5 triệu công tơ bán điện trực tiếp tới hơn 5,7 triệu khách hàng sử dụng điện trên 21 tỉnh/thành phố phía Nam, với công tơ đƣợc chọn của nhà cung cấp Vinasino. Với nhiều ƣu điểm, công tơ Vinasino mang lại lợi ích cao cho việc quản lý số lƣợng lớn khách hàng sử dụng điện. Nhƣng bên cạnh vẫn còn một số vấn đề mà bài viết muốn đề cập nhằm đƣa ra ý tƣởng để sử dụng triệt để hệ thống. Trên cơ sở phân tích ảnh hƣởng của nhiễu và suy hao tín hiệu trên đƣờng dây điện lực, trong đề tài, đề xuất biện pháp khắc phục bằng các kỹ thuật mã hóa và điều chế phù hợp và ứng dụng cho hệ thống đọc công tơ từ xa, với thiết kế Modul truyền nhận tín hiệu dữ liệu sử dụng công nghệ PLC với các mục đích hạn chế nhiễu gây mất dữ liệu từ công tơ điện tử.

Bên cạnh, cùng với hƣớng phát triển đề tài, nghiên cứu đóng/cắt từ xa dây nhánh khách hàng, hạn chế nhân lực quản lý. Ý tƣởng thiết kế, thử nghiệm hệ thống với mong muốn: - Hệ thống sử dụng tốt trong phạm vi hẹp, khoảng cách truyền >1000m - Đặc biệt khả năng chống nhiễu cao. - Có thể can thiệp vào module PLC về việc truyền và nhận tín hiệu, truy xuất dữ liệu từ module (ở module PLC hiện có không đáp ứng đƣợc do vấn đề bản quyền), giúp vận hành hệ thống đƣợc chủ động hơn. - Giao diện đơn giản, dễ dùng.

- Linh kiện phổ biến, dễ điều khiển, đảm bảo giá thành thấp nhất. - Tổn thất công suất nhỏ v Luan van ABSTRACT At present, with the development of science and information technology, we are witnessing the appearance of a variety of new, diversified, secure and high quality telecommunications services to meet the communication demands of enterprises. In particular, the information transmission technology on the power line PLC (PLC) has opened new directions in the field of information. Along with that development, automation of systems is an urgent need to unlock direct labor, improve safety and save energy.

And this is also becoming the trend and target of the power companies. With the use of transmission lines for data transmission, PLC technology enables efficient combination of communication services and energy. However, the noise and attenuation of the signal on the power transmission line is the main reason leading to difficulties in deploying PLC communication applications in practice. As we all know, power lines are not designed to transmit information, so PLC technology is about to solve this problem.

In order to be able to transmit information through a transmission medium, a PLC modem is required, which modifies the signal from traditional telecommunication devices such as computers, phone into a suitable format for transmission through power transmission lines. Information is sent to the high frequency power transmission line. Therefore, the conduction of the line to the high-signal signal causes a rapid degradation of the signal's magnitude. In addition, the equipment connected to the power line is very diverse with different impedance, can generate harmonics with different values.

So the interference signal in the PLC method is very high. Although there are many ways to overcome these two drawbacks, the researchers point out that PLCs can be applied to the following areas: intelligent electronic meters, electronic control information transmission indoor. EVN SPC has set up a management system to measure electricity by vi Luan van electronic meters, with a total of more than 5 million meters Directly selling electricity to more than 5.7 million customers using electricity in 21 southern provinces, with the meter selected by supplier Vinasino. With many advantages, Vinasino meters are highly beneficial for managing a large number of customers using electricity.

But there are still some issues that the article wants to mention to give ideas to use the system thoroughly On the basis of analyzing the effect of noise and signal loss on the power transmission line, in the topic, propose measures to overcome by appropriate coding and modulation techniques and application to meter reading system. The design of the PLC module is based on PLC technology for the purpose of limiting interference that results in loss of data from electronic meters. Beside, along with the development direction of the topic, research to close / cut off the customer branch, limiting manpower management. Design ideas, system testing with the desire: The system is good in narrow range, transmission distance> 1000m Transmission speed: data transfer rates range from one hundred to several hundred bps Special anti-interference capability.

Correctly restore the original carrier signal lost or even when the transmission signal is disturbed. It is possible to interfere with the PLC module for signal transmission and retrieval, to access data from the module (in the existing PLC module that does not meet the requirements of the license), to enable the system to be more active. Simple, easy to use interface. Popular components, easy to control, ensure the lowest price.

Low power losses. vii Luan van MỤC LỤC Nội dung Trang LÝ LỊCH KHOA HỌC. i LỜI CAM ĐOAN. ii LỜI CẢM ƠN.

iii TÓM TẮT LUẬN VĂN. vi MỤC LỤC. viii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT. xii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.

xv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .