Nghiên cứu, chế tạo thiết bị truyền và nhận tín hiệu điều khiển thông qua đường dây tải điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TÓM TẮT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ TRUYỀNVÀ NHẬN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN THÔNG QUA ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN Mã số: Đ2013-02-81-BS Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Hữu Hiếu Đà Nẵng, 11/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TÓM TẮT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ TRUYỀN VÀ NHẬN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN THÔNG QUA ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN Mã số: Đ2013-02-81-BS Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu nhóm đề tài STT Họ tên Lĩnh vực chuyên môn 01 Nguyễn Hữu Hiếu Kỹ thuật Điện 02 Trần Anh Tuấn Kỹ thuật Điện 03 Trần Nhật Thiện Kỹ thuật Điện 04 Hoàng Anh Tuấn Kỹ thuật Điện 05 Hà Quang Trung Kỹ thuật Điện 06 Đặng Văn Tài, Kỹ thuật Điện 07 Trần Văn Quốc Kỹ thuật Điện 08 Nguyễn Văn Thái Kỹ thuật Điện Đơn vị công tác Khoa Điện- Trường Đại học Bách KhoaĐại học Đà Nẵng Khoa Điện- Trường Đại học Bách KhoaĐại học Đà Nẵng Sinh viên 09TDHKhoa Điện- Trường Đại học Bách KhoaĐại học Đà Nẵng Sinh viên 09TDHKhoa Điện- Trường Đại học Bách KhoaĐại học Đà Nẵng Sinh viên 09TDHKhoa Điện- Trường Đại học Bách KhoaĐại học Đà Nẵng Sinh viên 10TDHKhoa Điện- Trường Đại học Bách KhoaĐại học Đà Nẵng Sinh viên 12DLTKhoa Điện- Trường Đại học Bách KhoaĐại học Đà Nẵng Học viên cao học kỹ thuật điện K27Trường Đại hoc Bách Khoa- Đại học Đà Nẵng Thông tin kế nghiên cứu Thông tin chung - Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo thiết bị truyền nhận tín hiệu điều khiển thông qua đường dây tải điện - Mã số: Đ2013-02-81-BS - Thành viên tham gia: TS Nguyễn Hữu Hiếu (chủ nhiệm), KS Trần Anh Tuấn, Hoàng Anh Tuấn, Hà Quang Trung, Trần Nhật Thiện, Đặng Văn Tài, Trần Văn Quốc, Nguyễn Văn Thái - Cơ quan chủ trì: Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: 01/01/2014 đến 31/11/2014 Tóm tắt kết nghiên cứu Hiện nay, lưới điện thông minh trở thành xu hướng mục tiêu hướng tới công ty điện lực Trong lưới điện này, thao tác đóng cắt tự động hoá tối ưu hóa nhằm nhằm tiết kiệm điện năng, sang phụ tải, giảm thời gian điện, giảm nhân công…Để thực lệch đóng cắt cách nhanh chóng xác, vấn đề truyền thông tin đóng vai trò quan trọng Có nhiều phương pháp truyền tin, truyền tin đường dây tải điện hướng nghiên cứu nhiều nhà khoa học Truyền tin dường dây tải điện sử dụng sở hạ tầng có sẵn hệ thống dây dẫn điện dễ dàng triển khai diện rộng, không phụ thuộc nhiều vào địa hình Tuy nhiên đứng mặt đường truyền đường dây điện thiết kế để truyền tải thông tin, không đồng chuẩn loại Thông tin gởi vào hệ thống điện có tần số lớn Do đó, tổng dẫn đường dây tín hiệu thông tin cao làm suy hao nhanh độ lớn tín hiệu Thêm vào đó, thiết bị nối vào đường dây điện đa dạng với trở kháng khác nhau, sinh sóng hài với giá trị khác nhau… Vì vậy, tín hiệu nhiễu phương pháp PLC cao Mặc dù có nhiều phương pháp để khắc phục hai nhược điểm trên, nhà nghiên cứu rằng, PLC ứng dụng cho lĩnh vực sau: công tơ điện tử thông minh, truyền thông tin điều khiển thiết bị điện nhà… Với tình hình cụ thể hệ thống điện Việt Nam, nhóm tác giả nghiên cứu, thiết kế thiết bị phát nhận tín hiệu sử dụng công nghệ PLC với mục đích sau: · Đọc liệu từ công tơ điện tử truyền trạm biến áp 22/0,4 kV · Báo đứt dây cắp dây dẫn · Điều khiển thiết bị nhà Nhóm tác giả thiết kế, thử nghiệm hệ thống với kết sau: · Hệ thống sử dụng tốt phạm vi hẹp, khoảng cách truyền 800m · Tốc độ truyền dẫn: khả truyền liệu đạt từ trăm đến vài trăm bps · Khả chống nhiễu cao · Giao diện đơn giản, dễ dùng · Linh kiện phổ biến, dễ điều khiển, đảm bảo giá thành thấp · Tác động phụ: không gây nhiễu cho thiết bị TV, máy tính, hạn chế nhiễu cho máy thu · Tổn thất công suất nhỏ Sản phẩm Sản phẩm khoa học ứng dung · Bài đăng kỷ yếu hội nghị quốc tế: Nguyen Huu Hieu, “ Power line communication in a distribution network: methodology, design and application”, The 13 International Symposium on Advanced Technology Engineering Inovation for Sustainable Future, pp.43-47, Danang, November 31-5-2014 · Bài báo ĐHĐN: Nguyễn Hữu Hiếu, “Power line communication in a distribution network: methodology, design and application”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng (đã chọn đăng) · Có mô hình thực tế Sản phẩm đào tạo · Giải sinh viên nghiên cứu khoa học cấp Đại học Đà Nẵng cho nhóm sinh viên Khoa Điện: Hoàng Anh Tuấn, Trần Nhật Thiện, Hà Quang Trang, Đặng Văn Tài, Trần Văn Quốc, “Truyền Tin Trên Đường Dây Tải Điện” Ngày Cơ quan Chủ trì (ký, họ tên, đóng dấu) tháng năm Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: - Project title: Research and manufacture data transmission and reception system by using electric grid line - Code number: Đ2013-02-81-BS - Member: Dr Nguyễn Hữu Hiếu (Project Leader:), KS Trần Anh Tuấn, Hoàng Anh Tuấn, Hà Quang Trung, Trần Nhật Thiện, Đặng Văn Tài, Trần Văn Quốc, Nguyễn Văn Thái - Implementing institution: The University of Danang - Duration: from December 2013 to November 2014 Objective: - Design, build emitting and Receiving module of control signal by using power line communication New and creative features -Choose appropriate communicating project and design which satisfy requirements of transmitting controlling signals -Propose a new harmonic filter structure with more advantageous features than the available ones -Design, manufacture successfully the product and the product is applicable in reality Summary of the research Nowadays, smart grids are a new trend and target of power companies In current power system, operation of switching devices has been becoming automatic and optimal in order to save electrical energy, to stabilize loads, to abate the length of time of blackout, to reduce the usage of human source, etc And in order to perform the operation of switching devices in a fast and accurate way, the act of date transmission plays a significant role There are many methods of data transmission; among the methods, power-line communication is concerned by scientists Power-line communication (PLC) uses existing infrastructure which is power system infrastructure; therefore, it can be easily applied in a wide area, regardless of geographic factors However, transmission lines are not designed to transfer data; they not also have identical characteristics The data which are transferred by power system lines has a high frequency Thus, admittance of the lines weakens the amplitude of signals Besides, devices connected to power system lines are quite diverse with different resistances; they can generate harmonics with different frequencies Hence, there is noise in PLC method Although there are many ways to overcome the two disadvantages, but researchers point out that PLC can be applied for the following fields: smart meter, transferring data seamlessly from SG controllers to home networks and vice versa, With the current situation of power system of Vietnam, the authors has studied and designed emitting and receiving modules which use PLC technology for the following purposes: · Acquire indices of meters and transfer them to transformer stations 22/0,4kV · Inform to system in case of line getting broken off · Control home devices The authors designed and conducted the modules with results: · For systems with small scale: transmission distance is about 800km · Transmission speed can reach to 100 bps or higher · Good noise resistance · Simple interface and easy operation · The lowest price due to the availability of components and easy control · Additional impact: having no impact on other electronic devices such as: TV, computer, recorder · Small power losses Products - Scientific products · Conference paper: Nguyen Huu Hieu, “ Power line communication in a distribution network: methodology design and application”, The 13 International Symposium on Advanced Technology Engineering Inovation for Sustainable Future, pp.43-47, Danang, November 31-5-2014 · Paper: Nguyễn Hữu Hiếu, “Power line communication in a distribution network: methodology, design and application”, Journal of Science and Technology, The University of Danang (selected) - Educational products · First prize rewarded by Danang University for science students in research: + Participating students: Hoang Anh Tuan, Tran Nhat Thien, Ha Quang Trang, Đang Van Tai, Tran Van Quoc + Subject: Data transmission on low voltage grid MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nước Việc truyền tin hệ thống đường dây tải điện (PLC: Power Line Communication) xuất từ năm 1950 Ban đầu, hệ thống truyền tin đường dây tải điện chủ yếu chiều, từ trung tâm điều khiển đến phụ tải cần điều khiển Với đời “định nghĩa” lưới điện thông minh, hệ thống truyền tin đường dây tải điện ngày nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Một ứng dụng sử dụng rộng rãi sử dụng PLC để điều khiển từ xa thiết bị điện thiết bị đo đếm, công tắc, thiết bị nhiệt thiết bị nhà Việc điều khiển chủ yếu nhằm mục đích nâng cao độ tiện ích việc sử dụng điện tiết kiệm điện Liên quan việc tiêu chuẩn, thiết bị PLC hệ thống điện, số dự án nghiên cứu giới: - Các nước đưa tiêu chuẩn để phát triển hệ thống PLC hệ thống điện như: CENELEC A band (35 kHz 91 kHz) CENELEC B band (98 kHz - 122 kHz) Châu Âu, ARIB band (155 kHz - 403 kHz) Nhật Bản FCC (155 kHz 487 kHz) Mỹ nước khác - Năm 2011, công ty lớn như: ERDF, Enexis, Sagemcom, Landis & Gyr, MaximIntegrated, TexasInstruments, STMicroelectronics thành lập hiệp hội nghiên cứu G3-PLC nhằm ứng dụng công nghệ PLC vào hệ thống điện Vào tháng 11/2011, hiệp hội G3-PLC đưa tiêu chuẩn tương thích toàn tiêu chuẩn có Tiêu chuẩn này, cho phép sử dụng PLC để giao tiếp thiết bị đo đếm thông minh, thiết bị truyền động điện thiết bị thông minh khác [4] Liên quan đến lĩnh vực ứng dụng PLC: 2.2.3 Nhiễu đường cáp điện Nguồn gây nhiễu lưới điện xuất phát từ thiết bị điện, chúng sử dụng nguồn điện cung cấp 50Hz phát thành phần nhiễu kéo dài toàn phổ tần lưới điện, tín hiệu bị gây nhiêm sóng radio khắp nơi hệ thống thông tin di động, phát thanh, truyền hình…ở băng tần sử dụng từ sóng tần số thấp vài trăm kHz đến sóng tần số siêu cao GHz mang lại Nguồn nhiễu sơ cấp nhiễu khu vực dân cư thiết bị điện dân dụng: động cơ, đèn chiếu sáng, tivi… 2.2.4 Trở kháng đường truyền phối hợp trở kháng Việc phối hợp trở kháng cố gắng, việc sử dụng cáp 50 Ω máy thu phát 50 Ω Mạng lưới điện không tương thích giống nhiễu, trở kháng phụ thuộc vào lượng tải tiêu thụ vào vị trí tải lưới điện Nó thấp đến cỡ mili Ohm cao đến vài ngàn Ohm đặc biệt thấp trạm biến áp cấp điện 2.2.5 Suy hao lưới điện Một vấn đề lớn khác ảnh hưởng đến việc truyền thông đường cáp điện suy hao.Đối với sóng tần số cao truyền lưới điện suy hao lớn, lớn so với hệ thống thông tin khác thông tin vô tuyến, cáp, cáp quang…Các yếu tối dẫn đến điều bao gồm: thứ tải tiêu thụ tín hiệu cao tần dù nhiều hay ít, thực tế cho thấy suy giảm gây đáng kể, đặc biệt thiết bị có tính dung kháng thiết bị đốt nóng (có công suất lớn) Thứ hai phát xạ sóng cao tần chạy lưới điện 2.2.6 Kết thực nghiệm ảnh hưởng nhiễu lưới điện Thực nghiệm cho thấy khả phát xạ lưới điện thiết bị PLC đáng kể, tần số hoạt động cao phát xạ mạnh Với tần số phát khoảng 200–500kHz phát xạ 22 yếu nên không gây ảnh hưởng đến thiết bị nhạy cảm Radio Khi tần số phát tăng lên tới iMHz phát xạ tăng lên đáng kể, sử dụng radio ta hoàn toàn thu tín hiệu phát xạ từ lưới điện phạm vi vài chục mé txung quanh máy phát Đặc biệt, đặt máy phát gần với thiết bị thu hình hai dải tần sử dụng khác xa nhiều, ta nhận thấy thiết bị thu hình bị nhiễu đôi chút 2.3 Thiết kế mạch 2.3.1 Sơ đồ khối hệ thống Sơ đồ khối hệ thống 2.3.2 Chọn phương án thiết kế 2.3.2.1 Khối xử lý tín hiệu trung tâm Sử dụng PIC 16F877A cho khối xử lý tín hiệu trung tâm 23 2.3.2.2 Khối xử lý tín hiệu Phương pháp điều chế tín hiệu FSK sử dụng nghiên cứu Mỗi gói liệu (giá trị công suất, điện áp địa thiết bị, vv) mã hóa thành 16-bit Quá trình xử lý gói liệu nhận bắt đầu nhận bit bắt đầu tiến hành nhận đủ 16 bit liệu (khoảng 0,16 s) Khối xử lý tín hiệu đảm nhận vai trò điều chế tín hiệu, mã hóa, khuếch đại đưa tín hiệu vào lưới điện Ngoài ra, khối xử lý nhận tín hiệu, lọc xử lý nhiễu, giải mã đưa tín hiệu vào khối điều khiển trung tâm 2.4 Kết luận Việc thiết kế Board mạch PLC phải dựa yêu cầu thực tiễn Khi áp dụng thiết bị vào thực tế phải mang lại hiệu cao, đáp ứng nhu cầu đặt cho việc truyền liệu thông tin lưới điện cũng điều khiển thiết bị điện nhà 24 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BOARD MẠCH Sau lên phương án thiết kế, chọn linh kiện ta chuyển sang giai đoạn thi công Board mạch, hoàn thành ý tưởng Quá trình thi công đòi hỏi phải xác cẩn thân, linh kiện điện tử có chế độ hoạt động riêng biệt, mắc sai lầm việc đấu nối hay bố trí dẫn đến cháy nổ hư linh kiện 3.1 Thiết kế mạch 3.1.1 Mạch nguồn Sơ đồ mạch nguồn 3.1.2 Mạch điều khiển Sơ đồ mạch điều khiển 3.1.3 Mạch khuếch đại cách ly Sơ đồ khuếch đại đệm cách ly 25 3.1.4 Mạch giao tiếp Khối giao tiếp 3.1.5 Mạch lọc thông cao, lọc băng tần Mạch lọc thông Lọc băng tần 3.1.6 Mạch khuếch đại so sánh Tầng khuếch đại Khâu so 26 3.1.7 Mạch lọc thông dải Mạch lọc thông dải 3.1.8 Mạch tái tạo tín hiệu logic Mạch tái tạo tín hiệu Logic 3.1.9 Mạch LCD Sơ đồ chân LCD 3.1.10 Mạch dò điểm “0” 27 3.1.11 Mạch Rơle 3.2 Các thuật toán điều khiển 3.2.1 Sơ đồ thuật toán Master 3.2.2 Sơ đồ thuật toán chương trình phục vụ ngắt 3.2.3 Sơ đồ thuật toán chương trình phục vụ ngắt Timer 28 3.2.4 Sơ đồ thuật toán Slaver 3.3 Kết 3.3.1 Giới thiệu Sau nhiều tháng thi công, nhóm đề tài hoàn thành Board mạch: Master, Slaver Các Board mạch có cấu trúc hoàn toàn giống Slaver có gắn thêm đèn chiếu sáng, đóng cắt thông qua mạch chấp hành Rơle Các Board mạch kết nối với đường dây điện ( Power Line ), thị thông số mạch lên hình LCD để kịp thời quan sát trình điều khiển 3.3.2 Kết thi công Tín hiệu từ chân phát xung VĐK Tín hiệu sau qua mạch lọc hình T Tín hiệu trước MBA xung 29 Tín hiệu sau mạch lọc băng tần Tín hiệu đưa vào VĐK Màn hình LCD hiển thị thông số truyền Hệ thống PLC hoàn chỉnh 3.3.3 Ứng dụng Hệ thống hoàn chỉnh ứng dụng thực công việc sau: Ø Truyền nhận liệu hai chiều lưới điện hạ (220/380V) khoảng cách 200m (chỉ có lưới điện TT thí nghiệm +100m) nên khoảng cách thí nghiệm không lớn, nhiên tín hiệu nhận lớn điều kiện nhận tín hiệu cần 2mV, việc ứng dụng cho 200 m dễ dàng Ø Thực đóng cắt phụ tải: bóng đèn, động điện, quạt điện… 3.4 Nhận xét Khi chạy thử nghiệm, bước đầu cho thấy hệ thống hoạt động ổn định Hoạt động đóng cắt xác, đồng thời Việc truyền nhận liệu vị trí, thông tin rõ ràng, chưa thấy có sai lệch 30 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Trong trình thực đề tài, hiểu biết thêm nhiều thông tin kiến thức liên quan hệ thống truyền thông tin lưới điện phân phối, thu kết sau: ü Tìm hiểu công nghệ X10, công nghệ phát triển mạnh mẽ, ứng dụng nhiều khứ ü Tiến hành khảo sát, nghiên cứu khả ứng dụng hệ thống PLC điều kiện nước ta ü Thiết kết phát, nhận liệu thông qua đường dây điện có sẵn ü Tìm hiểu, cấu tạo chức năng, nguyên lý làm việc linh kiện điện tử sử dụng đề tài Quan trọng Pic 16f877A, IC điều chế tần số, IC khuếch đại, dụng cụ bán dẫn, rơle… ü Tiến hành thi công Board mạch, sử dụng phần mềm Proteus để vẽ mạch in, kiểm tra xung tín hiệu Osilocope Trong trình thực đề tài, bên cạnh nhiều thuận lợi nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến kết tiến độ thực sau: ü Chất lượng lưới điện phân phối không tốt, nhiễu đường truyền nhiều ü Chưa có điều kiện để thử nghiệm khoảng cách lớn 4.2 Hướng nghiên cứu phát triển Với mục tiêu đáp ứng cao tối ưu hơn, đề tài cần phát triển mà mở rộng thêm: ü Trước hết, muốn hệ thống truyền xa hơn, tăng khả ứng dụng, cần phải thiết kế lọc thông cao, lọc băng tần thật chuẩn xác Khi tín hiệu tới đảm bảo tín nguyên vẹn, khoảng cách truyền nâng lên đáng kể 31 ü Sử dụng IC LM567 dò tần sô để nâng cao tốc độ truyền tăng khả chống nhiễu cho hệ thống ü Phát triển tính ứng dụng cho hệ thống cách tăng khả cách ly với điện áp cao để làm việc với trạm biến áp 22/0,4 kV Thu thập thông tin đường dây 22kV để điều khiển đóng cắt lưới điện ü Đọc số công tơ cho hộ tiêu thụ trạm biến áp 22/0,4 kV ü Dùng để đọc số công tơ hộ tiêu thụ TBA 22/0.4 KV ü Thiết kế giao tiếp với máy tính internet để phát triển xây dựng hệ thống nhà thông minh - Smart Building ü Chống cắp đường dây điện ü Lắp đặt công ty điện chiếu sáng Đà Nẵng để điều khiển bóng đèn, kịp thời điều chỉnh có cố đường dây Bằng việc gởi tín hiệu từ cuối xuất tuyến đầu xuất tuyến phút lần (nếu điện có pin dự phòng), tín hiệu không nhận gửi cảnh báo cho trung tâm điều khiển ü Đưa vào lắp đặt vận hành thử nghiệm tiến đến ứng dụng thực tiễn công nghiệp xã hội 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Kim Hùng, Nguyễn Thị Ngọc Minh, Ứng dụng côn nghệ trải phổ vào việc truyền tin đường dây tải điện [2] Trần Thái Anh Âu, Giáo trình Vi Điều Khiển, ĐHBK-ĐHĐN [3] Nguyễn Hoàng Mai, Giáo trình mạch điện tử, ĐHBK-ĐHĐN [4] Văn Thế Minh (1997) Kĩ Thuật Vi Xử Lý Nhà Xuất Bản Giáo Dục [5] Hoàng Minh Sơn (2001).Mạng Truyền Thông Công Nghiệp Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật [6] Tống Văn On, Vi mạch mạch tạo sóng, Nxb khoa học kĩ thuật, TP.Hồ Chí Minh, 1998 [7] Nguyễn Hồng Sơn, Kĩ thuật truyền số liệu, Nxb Lao động-Xã hội, Tp.Hồ Chí Minh, 2002 [8] Phạm Minh Hà, Kĩ thuật mạch điện tử, Nxb Khoa học kĩ thuật, 1997 [9] Đỗ Xuân Thụ (1999) Kỹ Thuật Điện Tử Nhà Xuất Bản Giáo Dục [10] M Karim Shah, House automation using powerline communicaton, 2010 [11] Halid Hrasnica and Abdelfatteh Haidine, Ralf Lehnert, BroadbandPowerlineCommunicationsNetwork Design,Dresden University of Technology, Germany, 2002 [12] Phil Sutterlin and Walter Downey, A Power Line Communication Tutorial Challenges and Technologies, 1990 [13] G Shafiullah, A Oo, A Ali and P Wolfs, "Smart Grid for a Sustainable Future”, Smart Grid and Renewable Energy, Vol No 1, 2013, pp 23-34 doi: 10.4236/sgre.2013.41004 33 [14] H Ferreira, L Lampe, J Newbury, and T Swart, “Power line communications: Theory and applications for narrowband and broadbandcommunications over power lines”, John Wiley and Sons, 2010 [15] Mainardi E and Bonfe M., Power line communication in home-building automation systems, www.intechopen.com [16] Texas Instruments, FSK Modulation and Demodulation with the MSP430 Microcontroller, Application Report, 1998 [17] Watkins-Johnson Company, FSK: Signals and Demodulation, Tech-notes, Vol.7, No 5, 1980 [18] Rieken, David W., and Michael R Walker "Ultra low frequency power-line communications using a resonator circuit." Smart Grid, IEEE Transactions on2.1 (2011): 41-50 [19] Texas Instruments, Powerline communication Analog FrontEnd [20] Microchip, X-10 Home automation using the PIC16F877A [21] Truong Van Tam, Electric Circuit, Lecture note [22] Ứng dụng công nghệ trải phổ vào việc truyền tin đường dây tải điện Tác giả: Lê Kim Hùng, Nguyễn Thị Ngọc Minh Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Đà Nẵng Số: 34 Trang: 59-66 Năm 2009 [23] Nghiên cứu công nghệ truyền thông qua đường dây điện lực ứng dụng cho hệ thống đọc công tơ điện từ xa, Bùi Trọng Tuấn, Luận văn Thạc Sĩ, Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, 2010 [24] Nghiên cứu công nghệ truyền thông qua đường dây điện lực ứng dụng cho hệ thống điều khiển nhà thông minh, Ngô Quốc Việt, Luận văn Thạc Sĩ, Đại học Kỹ thuật công nghiệp 34 Thái Nguyên, 2011 [25] http://baodientu.chinhphu.vn/Home/Dien-luc-Dong-Thap-tudong-hoa-quan-ly-luoi-dien/20128/145401.vgp [26] S Galli, A Scaglione, and communications and the Z Wang, smart “Power grid”, line IEEE SmartGridComm’10, pages 303–308, 2010 [27] D W Rieken and M R Walker, “Ultra low frequency powerline communications using a resonator circuit”, IEEE Trans Smart Grid, 2(1), 41–50, 2011 [28] Galli, S.; Scaglione, A.; Zhifang Wang, “Power Line Communications and the Smart Grid”, First IEEE International Conference on Smart Grid Communications (SmartGridComm) 2010, pp.303-308, 4-6 Oct 2010 [29] [4] http://www.g3-plc.com [30] http://www.so-grid.com/ [31] Khan, S.; Islam, M.R.; Khalifa, O.O.; Omar, J.; Hassan, A.; Adam, I., “Communication System for Controlling Smart Appliances using Power Line Communication”, Information and Communication Technologies, 2006, ICTTA '06 2nd , vol.2, pp.2595-2600 [32] Shunhao Hu; Canpei Wu, “An intelligent hotel room controller based on power line communication”, International Conference on Electronics, Communications and Control (ICECC) 2011, pp.1313-1316, 9-11 Sept, 2011 [33] Pacheco, F.; Lobashov, M.; Pinho, M.; Pratl, G., “A power line communication stack for metering, SCADA and large-scale domotic applications”,International Symposium on Power 35 Line Communications and Its Applications 2005, pp.61,65, 6-8 April 2005 [34] Chia-Hung Lien; Hsien-Chung Chen; Ying-Wen Bai; Ming-Bo Lin, "Power Monitoring and Control for Electric Home Appliances Based on Communication”, Conference Power Proceedings Line of Instrumentation and Measurement Technology IEEE IMTC 2008, pp.2179-2184, 12-15 May 2008 [35] Qi-Song Chen; Xiao-Wei Chen, "Intelligent Electric Power Monitor and Meter Reading System Based on Power Line Communication and OFDM”, Congress on Image and Signal Processing CISP '08 , vol.4, pp.59-63, 27-30 May 2008 [36] Cataliotti, A.; Cosentino, V.; Di Cara, D.; Russotto, P.; Tine, G., “On the use of narrow band power line as communication technology for medium and low voltage smart grids”, Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), 2012 IEEE International, pp.619-623, 13-16 May 2012 36 [...]... qua hệ thống điện - Hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị điện thông qua PLC Phạm vi nghiên cứu - Đề tài chỉ tập trung chủ yếu xây dựng hệ thống truyền thông tin từ phụ tải về trung tâm (máy tính) về thông tin: công suất, dòng điện, điện áp Các phụ tải nghiên cứu là các phụ tải dân dụng có công suất dưới 3 kW - Hệ thống truyền, nhận tín hiệu điều khiển để thao tác (ở đây chủ yếu là các tín hiệu. .. trên đường dây tải điện 1.4.1 Nguyên lý cơ bản của truyền tín hiệu Sơ đồ cơ bản truyền thông trong hệ thống PLC: 1.4.2 Các phương thức điều chế tín hiệu Có 2 phương pháp điều chế tín hiệu cơ bản là điều chế tương tự và điều chế số Đa số hệ thống PLC hiện nay dùng phương pháp điều chế số bằng phương thức điều biên, điều tần hoặc dịch pha, mà được sử dụng rộng rải nhất là phương pháp điều tần FSK Sơ đồ điều. .. cấp thiết về thu nhận, quản lý và điều khiển các thiết bị điện nhằm tiết kiệm điện năng Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu các hệ thống truyền tín hiệu điều khiển trong hệ thống điện - Tìm hiểu các phương pháp, tiêu chuẩn của PLC - Xây dựng mô hình lý thuyết (mô phỏng) hệ thống phát, truyền, nhận thông tin - Chế tạo mô hình thực nghiệm truyền tin PLC - Xây dựng hệ thống giám sát, điều khiển một vài thiết bị. .. trên đường dây điện, đề tài sẽ tập trung vào việc tìm hiểu các loại nhiễm trên đường cáp điện, thiết kế mạch giao tiếp với lưới điện, lựa chọn phương pháp điều chế tín hiệu và IC điều chế, thiết kế module truyền và nhận 12 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PLC Công nghệ truyền thông tin trên đường lưới điện phân phối 220V PLC ( Power Line Communication) mở ra hướng phát triển mới trong lĩnh vực thông. .. vụ viễn thông tới các hộ gia đình do quá tải đường dây thuê bao Tuy nhiên, việc sử dụng đường dây truyền tải điện để truyền tải thông tin tín hiệu gặp nhiều khó khăn do có độ nhiễu cao, đường dây có điện áp cao, mang năng lượng lớn dẫn đến việc thực hiện các bộ ghép nối, lọc và xử lý nhiễu phức tạp, yêu cầu độ chính 11 xác cao và độ an toàn phải cao Ngoài ra, tín hiệu truyền trên đường dây điện lưới... tận nhà bằng việc sử dụng các phương pháp điều chế số trên dải tần còn lại của đường dây điện Dựa vào cơ sở lưới điện có sẵn, phương pháp PLC có thể biến các đường dây điện thành mạng lưới truyền thông đáp ứng tần số cao, băng thông rộng để phục vụ các mục đích cơ bản như giám sát và điều khiển thiết bị điện, truyền thông tin giữa nhà máy điện tới các phụ tải tiêu thụ ngoài ra còn đáp ứng các mục đích... lý, điều khiển phụ tải hợp lý, thông minh sẽ đưa ra được giải pháp san đều điện năng một cách hợp lý giữa các giờ khác nhau trong ngày, nhằm giảm quá tải giờ cao điểm, nhưng vẫn đảm bảo tiện nghi cho người sử dụng Vì vậy, với định hướng nghiên cứu, sản xuất các thiết bị phát/thu nhận tín hiệu điều khiển bằng đường dây tải điện sẽ góp phần trong việc nghiên cứu lưới điện thông minh của Khoa Điện và có... trong nghiên cứu của chúng tôi Mỗi gói dữ liệu (giá trị công suất, điện áp hoặc địa chỉ thiết bị, vv) được mã hóa thành 16-bit Quá trình xử lý gói dữ liệu nhận được bắt đầu khi nhận được bit bắt đầu và tiến hành cho đến khi nhận đủ 16 bit dữ liệu (khoảng 0,16 s) Khối xử lý tín hiệu sẽ đảm nhận vai trò điều chế tín hiệu, mã hóa, khuếch đại và đưa tín hiệu vào lưới điện Ngoài ra, khối xử lý còn nhận tín hiệu, ... lọc và xử lý nhiễu, giải mã và đưa tín hiệu vào khối điều khiển trung tâm 2.4 Kết luận Việc thiết kế Board mạch PLC phải dựa trên yêu cầu thực tiễn Khi áp dụng thiết bị này vào thực tế phải mang lại hiệu quả cao, đáp ứng nhu cầu đặt ra cho việc truyền dữ liệu thông tin trên lưới điện cũng cũng điều khiển các thiết bị điện trong nhà 24 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BOARD MẠCH Sau khi đã lên phương án thiết. .. ưu điểm và nhược điểm khác nhau, tùy thuộc và mỗi điều kiện cụ thể mà áp dụng cho hợp lý 19 CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU ĐƯỜNG TRUYỀN LƯỚI ĐIỆN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Qua khảo sát thì thấy rằng, lưới điện phân phối chứa rất nhiều các dạng sóng tín hiệu khác nhau, có vô vàn các loại nhiễu, đa hài do các thiết bị điện sinh ra trong quá trính vận hành Vì vậy, cần xem xét nghiên cứu sâu và kỹ các thiết bị, dụng