Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống quản lý năng lượng trên nền điện toán đám mây
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Lớp: CN DTTT2-K56 SHSV: 20116137 Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN VIỆT ANH Hà Nội, 5/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên đánh giá: Họ tên Sinh viên: MSSV:………………… Tên đồ án: ………………………………………………………………………………… Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mô phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết 4 đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực 5 tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải 10a SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 10b nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành TI contest 10c Không có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Ngày: / /201 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Giảng viên đánh giá: Họ tên Sinh viên: MSSV:………………… Tên đồ án: ………………………………………………………………………………… Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mô phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết 4 đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực 5 tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có 10a trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 10b nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành TI contest 10c Không có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô Ngày: / /201 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Hiện nhu cầu tiết kiệm lượng trở nên cấp thiết, việc đo lường tiêu thụ lượng điện yếu tố để kích thích việc tiết kiệm Theo nghiên cứu giới, người dùng biết lượng điện tiêu thụ thời gian thực nhận cảnh báo thời điểm tiết kiệm từ 5-20% tiêu thụ Để góp phần triển khai thành công Luật Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, ngày 08/11/2012 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đề án phát triển Lưới điện Thông minh Việt Nam, với mục tiêu: “Phát triển lưới điện thông minh với công nghệ đại nhằm nâng cao chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện; góp phần công tác quản lý nhu cầu điện, khuyến khích sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả; tạo điều kiện nâng cao suất lao động, giảm nhu cầu đầu tư vào phát triển nguồn lưới điện; tăng cường khai thác hợp lý nguồn tài nguyên lượng, đảm bảo an ninh lượng quốc gia, góp phần bảo vệ môi trường phát triển kinh tế - xã hội bền vững” Như vậy, thấy Việt Nam không đứng xu chung giới sử dụng lượng hiệu phát triển nguồn lượng tái tạo, việc phát triển giải pháp cho phép quản lý, sử dụng hiệu lượng đồng thời có khả tích hợp nguồn lượng tái tạo nhu cầu cấp bách kinh tế Việt Nam giai đoạn Ý thức nhu cầu xã hội với xu hướng công nghệ giới, em tiến hành nghiên cứu đề tài “Hệ thống quản lý lượng điện toán đám mây” đạt số kết hứa hẹn Tuy nhiên thời gian trình độ có hạn, đồ án không tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý thầy cô giáo bạn Sinh viên TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong đồ án em trình bày hoàn thành nội dung sau : - Xây dựng hạ tầng S.M.A.C - Thiết kế chế truyền thông để đồng liệu thiết bị phần cứng hệ QLNL - Bước đầu đánh giá hiệu hoạt động hệ thống Để thiết kế xây dựng thành công hệ thống QLNL Điện toán đám mây, em sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Khảo sát nghiên cứu có - Triển khai thực nghiệm dựa mô hình chạy thật - Giả lập môi trường với số lượng tải lớn, đo tính toán hiệu năng, thời gian đáp ứng hệ thống Từ đánh giá hiệu hệ thống - Sử dụng hạ tầng Điện toán đám mây Microsoft với khả mở rộng không giới hạn kích cỡ hệ thống Đồ án tổ chức thành chương sau: Chương 1: Nghiên cứu khái quát Quản lý lượng Điện toán đám mây Phân tích mô hình quản lý lượng có xu hướng công nghệ giới Chương 2: Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm Quản lý lượng, phân tích nhu cầu người dùng từ đưa giải pháp mô hình sử dụng hạ tầng đám mây Chương 3: Xây dựng giao thức kết nối thiết bị phần cứng hệ thống phần mềm QLNL, tích hợp hệ thống phần mềm quản lý lượng máy chủ ảo hóa, Chương 4: Đưa kết nghiên cứu, phương pháp thử nghiệm đánh giá hoạt động hệ thống MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .5 MỤC LỤC .1 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG .1 PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VỀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG VÀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Quản lý lượng 1.2 Tổng quan Điện toán đám mây 1.3 S.M.A.C – Nền tảng phát triển công nghệ thông minh .15 1.4 Nền tảng dịch vụ Microsoft Azure .17 1.5 Kết luận 26 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG 27 2.1 Thiết kế phần mềm .28 2.2 Thiết kế hạ tầng đám mây 45 2.3 Kết luận 48 CHƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 49 3.1 Hệ thống thiết bị đầu cuối 49 3.2 Xây dựng hệ thống dịch vụ quản lý lượng GEMS .55 3.3 Kết luận 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ 58 4.1 Kết nghiên cứu .58 4.2 Phương pháp thử nghiệm đánh giá hệ thống .60 4.3 Một số kịch thử nghiệm 63 4.4 Kết luận 76 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT A AP Access Point Thiết bị điểm truy cập WiFi B BEMS Building Energy Management System Hệ thống QLNL tòa nhà E EMS Energy Management System Hệ thống QLNL G GEMO Green Energy Management Mobile Hệ thống QLNL xanh cho thiết bị di động GEMS Green Energy Management System Hệ thống QLNL xanh GM Green Meter Thiết bị đo lượng xanh GG Green Gate Thiết bị Gateway GS Green Socket Thiết bị đo chấp hành H HEMS Home Energy Management System HVAC Heating, ventilation and conditioning Hệ thống QLNL cho hộ gia đình air Sưởi ấm, thông gió điều hóa không khí I IaaS Infrastructure as a Services ICN Information Centric Network IoT Internet of Things Hạ tầng dịch vụ M MOS Mean opinion Score Đánh giá mức độ hài lòng PaaS Platform as a Services Nền tảng dịch vụ S SaaS Software as a Services Phần mềm dịch vụ SM Smart Grid Lưới điện thông minh SMAC Social-Mobility-Analysis-Cloud Nền tảng phát triển thông minh T TOU Time Of Using Thời gian sử dụng V VAS Value-added Service Dịch vụ GTGT Kết thử nghiệm cho thấy hệ thống QLNL kết nối thành công tới thiết bị GM, hiển thị thông số điện theo thời gian thực với độ trễ 30s, tỉ lệ gói tin 1.67% Nguyên nhân gói tin hạ tầng mạng chưa ổn định 4.3.2 Thử nghiệm liệu thu từ thiết bị đo chấp hành thông minh GS Thử nghiệm với thiết bị đo GS với mục đích đánh giá hiệu hoạt động hệ thống QLNL với thiết bị GS: kết nối thiết bị đo GS với tải quạt ấm nước, sử dụng giao diện web điều khiển bậ/tắt thiết bị Theo dõi so sánh giá trị hiển thị giao diện quản lý, ghi lại số lượng gói tin mà hệ thống QLNL nhân Các thông số thử nghiệm sau: - Số lượng thiết bị GS: - Khoảng cách thiết bị GS thiết bị Access Point: 15m - Tốc độ gửi gói tin GS: 3s/1gói -> 10 phút gửi 200 gói tin Thực bước thử nghiệm Bảng -12: Thử nghiệm liệu thu từ thiết bị đo GS Hình 4-47: Thử nghiệm điều khiển bật tắt thiết bị qua internet Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 65 Bảng 4-12: Thử nghiệm liệu thu từ thiết bị đo GS Thử nghiệm 001:Thử nghiệm liệu GS gửi lên máy chủ QLNL Các bước chi tiết Kết mong đợi Két thực tế 1.1 Chuẩn bị thiết bị thử nghiệm thiết bị đo 1.2 Kết nối đầu đo vào thiết bị đo 1.3 Bật thiết bị Green Socket 1.4 Cắm tải vào ổ cắm để thử Tải hoạt động bình thường nghiệm (quạt, ấm nước) Đạt 1.5 Sử dụng Smartphone bật/tắt Các thiết bị tải bật/tắt theo điều khiển tải từ Smartphone Đạt 1.5 Mở giao diện giám sát GEMS Màn hình hiển thị thông số điện PC mà GS gửi Đạt 1.6 Ghi lại số lượng ghi nhận server 10 200 gói tin phút 200 1.7 Bấm đồng hồ ghi lại độ trễ Đèn tín hiệu nháy sáng 3s Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 66 Đạt Ghi Kết thử nghiệm cho thấy hệ thống QLNL kết nối thành công tới thiết bị GS, cho phép điều khiển bật tắt thiết bị điện với độ trễ 3s, tỉ lệ gói tin 0% Thiết bị GS kết nối với hệ thống QLNL trực tiếp qua WiFi nên tỉ lệ gói tin thấp so với thiết bị GM sử dụng chuẩn 802.15.4 Để đánh giá mức độ hài lòng người dùng với hệ thống, học viên tiến hành thử nghiệm với nhóm người cách khách quan, qua 10 lần thử nghiệm với trải nghiệm thực tế qua câu hỏi, Bảng -14 mô tả đánh giá mức độ hài lòng người dùng (MOS - Mean Opinion Score) độ trễ sử dụng hệ thống quản lý lượng để theo dõi, giám sát thiết đo điện thông minh GM điều khiển bật tắt thiết bị điện với GS Đối với chức bật/tắt thiết bị điện, yêu cầu độ trễ thấp, chức giám sát thông số điện độ trễ cho phép lớn Từ bảng đánh giá kết thử nghiệm chức hệ thống cho thấy hệ thống quản lý lượng hoạt động tốt, đáp ứng nhu cầu người dùng Tuy nhiên số lượng tải tăng lên, độ trễ tăng lên lượng thông tin gửi lên hệ thống lớn Bảng 4-13: Bảng đánh giá mức độ hài lòng người dùng (MOS) đôi với thiết bị GM Độ trễ thiết bị (s) Điểm đánh giá MOS Chất lượng Mức độ ảnh hưởng - 30 Tuyệt vời Không cảm thấy 30 - 40 Tốt Có thể nhận thấy 40 - 50 Hợp lý Cảm thấy bực 50 - 60 Tồi Rất bực > 60 Kém Không chấp nhận Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 67 Bảng 4-14: Bảng đánh giá mức độ hài lòng người dùng (MOS) đôi với thiết bị GS Độ trễ thiết bị (s) Điểm đánh giá MOS Chất lượng Mức độ ảnh hưởng 0-3 Tuyệt vời Không cảm thấy 3-5 Tốt Có thể nhận thấy - 10 Hợp lý Cảm thấy bực 10 - 20 Tồi Rất bực > 20 Kém Không chấp nhận 4.3.3 Thử nghiệm chức phần mềm Front-end: Thử nghiệm giao diện phục vụ người dùng Thiết lập hệ thống Hình -45, thực bước bảng testcase để kiểm tra hoạt động hệ thống phần mềm với chức năng: • Giám sát: Kiểm tra chức giám sát điện tiêu thụ thiết bị điện giao diện web • Điều khiển: Kiểm tra chức điều khiển bật/tắt thiết bị điện qua giao diện web Back-end: thử nghiệm giao diện quản trị • Quản lý người dùng • Quản lý thiết bị • Quản lý giá điện Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 68 Bảng 4-15: Thử nghiệm chức hệ thống phần mềm Front-end Thử nghiệm Các bước chi tiết Kết mong muốn Đạt/Không đạt 001: Đăng nhập hệ thống 1.1 Truy cập vào giao diện web đăng nhập vào hệ thống Đăng nhập thành công, hình hiển thị danh sách phòng thiết bị quản lý phòng Pass 002: Giám sát lượng 2.1 Chọn phòng thiết bị cần giám sát Màn hình hiển thị thông số thiết bị giám sát: công suất tức thời, công suất tích lũy, … Pass 2.2 Lần lượt thay đổi công suất tải: Điều chỉnh tải Chroma từ 20W-1000W Đồ thị lượng web thay đổi theo thời gian thực (không trễ S) Pass 2.3 Xem tham số khác: Biểu đồ thống kê theo tháng, theo năm Trang web hiển thị biểu đồ Pass 3.1 Chọn chức điều khiển Màn hình hiển thị giao diện phòng, công tắc thiết bị điều khiển Pass 3.2 Bật/tắt để thay đổi trạng thái công tắc Thiết bị điều khiển theo thao tác bật/tắt giao diện web Pass 003: Điều khiển thiết bị Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 69 Ghi Bảng 4-16: Thử nghiệm chức hệ thống phần mềm Back-end Thử nghiệm Các bước chi tiết Kết mong muốn Đạt/Không đạt 001: Đăng nhập hệ thống 1.1 Truy cập vào giao diện web quản trị đăng nhập Đăng nhập thành công, hình hiển thị giao diện quản trị Pass 002: Quản lý người dùng 2.1 Truy cập vào giao diện quản lý người dùng Màn hình hiển thị danh sách người dùng đăng ký Pass 2.2 Chọn thêm người dùng mới, điền thông tin người dùng, phân nhóm cho người dùng lưu lại Người dùng đăng ký hiển thị danh sách người dùng Pass 2.3 Xóa tài khoản người dùng Tài khoản người dùng bị xóa khỏi danh sách người dùng Pass 3.1 Nhấn chọn Quản lý thiết bị Màn hình hiển thị danh sách thiết bị người dùng quản lý Pass 3.2 Nhấn chọn thêm thiết bị điền thông tin thiết bị Thiết bị them hiển thị danh sách thiết bị quản lý Pass 3.3 Chọn thiết bị nhấn xóa thiết bị Thiết bị xóa không hiển thị danh sách thiết bị quản lý Pass 4.1 Nhấn chọn Quản lý giá điện Màn hình hiển thị giá điện theo bậc thang EVN Pass 4.2 Nhấn chọn thêm giá điện nhập thông tin giá điện Danh sách giá điện cập nhật Pass 4.3 Chọn mục giá điện nhấn xóa giá điện Giá điện bị xóa khỏi danh mục Pass 003: Quản lý thiết bị 004: Quản lý giá điện Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 70 Ghi Kết thử nghiệm cho thấy hệ thống QLNL hoạt động ổn định theo yêu cầu chức thiết kế 4.3.4 Thử nghiệm đánh giá cân tải hệ thống đám mây Hệ thống quản lý lượng thiết kế để cung cấp dịch vụ QLNL cho số lượng lớn người sử dụng, hệ thống phải đáp ứng yêu cầu độ trễ số lượng người dùng tăng lên Ví dụ sau đưa mô hình QLNL cho tòa nhà: Tòa nhà chung cư mini 10 tầng, với giả định tầng sử dụng thiết bị Green Socket để điều khiển bật tắt thiết bị điện nhà, thiết bị Green Meter để đo lượng điện tiêu thụ tầng Hình -48 Thực tính toán số lượng gói tin truyền tới hệ thống QLNL: Số lượng ghi mà hệ thống nhận từ thiết bị GS 10 phút: * 10 * 200 = 8000 ghi Số lượng ghi mà hệ thống nhận từ thiết bị GM 10 phút: * 10 * 300 = 3000 ghi Tổng số ghi 10 phút mà hệ thống nhận được: 11000 ghi Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 71 Hình 4-48: Mô hình QLNL cho tòa chung cư mini Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 72 Từ liệu tính toán trên, tác giả sử dụng ứng dụng giả lập mạng Webserver Stress Tool để tính toán hiệu hoạt động hệ thống: Hình 4-49: Phần mềm giả lập mạng Sử dụng phần mềm giả lập mạng với số lượng yêu cầu gửi lên hệ thống QLNL tăng dần, CPU máy chủ tăng khiến cho hiệu hệ thống giảm Khi đó, hệ thống tự động điều chỉnh bật thêm máy ảo với chức cân tải, giúp hệ thống hoạt động ổn định với số lượng lớn người dùng: Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 73 Hình 4-50: Kết hiệu hoạt động hệ thống với tải lớn Trên Hình -50 cho thấy hiệu hoạt động hệ thống số lượng người dùng tăng lên: - Tại thời điểm số 1, hệ thống chưa bật chế độ tự động điều chỉnh cân tải, CPU hệ thống tăng lên >90% khiến cho hiệu hoạt động hệ thống giảm, gây trễ cho người sử dụng - Tại thời điểm số 2, sau hệ thống kích hoạt chế độ tự động điều chỉnh, nhận thấy CPU máy chủ tăng vượt ngưỡng cho phép, máy ảo tự động bật lên cân tải với máy chủ, giúp cho CPU hệ thống nằm giới hạn cho phép, không ảnh hưởng tới hiệu hoạt động hệ thống Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 74 Hình 4-51: Cấu hình tự động điều chỉnh cân tải hệ thống Hình -51 cho thấy cấu hình hệ thống tự động cân tải: 1: Số lượng máy ảo sử dụng để điều chỉnh, giá trị phụ thuộc vào số lượng tài nguyên máy ảo quản lý Trong hình tác giả sử dụng máy ảo để thử nghiệm 2: Khoảng giá trị CPU mà hệ thống sử dụng để nhận biết thời điểm bật/tắt máy ảo Trong hình tác thiết lập giá trị CPU khoảng từ đến 40, CPU máy chủ vượt khoảng này, hệ thống tự động bật thêm máy ảo để cân tải với máy chủ hoạt động 3: Số lượng máy chủ bật thêm mục Khi số lượng người dùng giảm đi, CPU máy chủ giảm hệ thống tự động tắt máy ảo đi, tránh lãng phí tài nguyên hệ thống Hình -52 Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 75 Hình 4-52: Máy ảo tự động tắt CPU máy chủ giảm Hình 4-53: Máy ảo tự động tắt 4.4 Kết luận Trong chương đưa kết hệ thống quản lý lượng sau tích hợp thành công, hệ thống đáp ứng yêu cầu chức đề ra, đồng thời đưa phương pháp thử nghiệm, đo kiểm đánh giá hiệu hoạt động hệ thống Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 76 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI - Xây dựng hạ tầng S.M.A.C phục vụ cho QLNL Thiết kế hệ thống sử dụng hạ tầng ảo hóa Microsoft Window Azure Hệ thống có khả xử lý liệu lớn (BigData), tính toán đưa thông số tiêu thụ điện dự đoán mức độ tiêu thụ điện tương lai, tự động cân tải theo số lượng người dùng - Thiết kế chế truyền thông để đồng liệu thiết bị phần cứng hệ QLNL Thiết kế chế đồng liệu thiết bị phần cứng hệ thống phần mềm quản lý lượng Tích hợp thành công hệ thống gồm nhiều phần tử phức tạp (Hardware, Software, Firmware) - Bước đầu đánh giá hiệu hoạt động hệ thống phương pháp đo đạc giả lập Sử dụng phương pháp đo đạc thực tế giả lập để đánh giá hiệu hoạt động hệ thống khả đáp ứng với nhu cầu người dùng Dựa khảo sát nhu cầu xu hướng QLNN giới, tác giả thiết kế giải pháp ứng dụng công nghệ S.M.A.C tạo hệ thống QLNL mềm dẻo đáp ứng cầu thay đổi số lượng người dùng số lượng thiết bị Với kiến trúc cho phép việc mở rộng hệ thống theo mô hình IoT kết nối hàng triệu thiết bị qua mạng Internet Hiệu kinh tế, xã hội: Việc ứng dụng hệ thống quản lý lượng vào tòa nhà trường học, công sở thúc đẩy mạnh mẽ việc tiết kiệm lượng, cắt giảm chi phí vận hành đồng thời hạn chế nhu cầu nhập ngoại sản phẩm tương tự nước ngoài, tiết kiệm đáng kể cho ngân sách nhà nước Đặc biệt, hệ thống thiết kế để dễ dàng triển khai mở rộng tòa nhà vận hành giảm thiểu thay đổi cấu trúc hệ thống điện nên đem lại hiệu kinh tế lớn Đối Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 77 với doanh nghiệp có nhu cầu kiểm toán lượng hệ thống góp phần giảm thiểu chi phí nhân công cho công việc Do hệ thống phần mềm QLNL xây dựng dạng dịch vụ chạy điện toán đám mây nên cho phép nhiều khách hàng thuê dịch vụ thay phải mua phần mềm QLNL đắt tiền, tiết kiệm nhiều chi phí nhờ vào việc chia sẻ hạ tầng CNTT Thêm vào đó, khả tương tác điều khiển qua thiết bị di động giúp nâng cao khả nhân rộng hệ thống thông qua mạng di động Hướng phát triển tiêp theo đề tài: - Nghiên cứu giải pháp tích hợp nguồn điện tái tạo vào lưới điện hạ áp tối ưu hóa công suất trong chế độ chạy độc lập chế độ hòa điện lưới - Nghiên cứu tìm hiểu chuẩn lưới điện thông minh phổ biến phục vụ cho thiết kế hệ thống QLNL tương thích chuẩn Smart Grid (như IEC 61968, IEC60870, IEC 61850) cho phép đấu nối với lưới điện hạ áp trao đổi liệu với nhà cung cấp điện - Triển khai thử nghiệm đánh giá hiệu địa ứng dụng khuôn viên trường học khu du lịch TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 78 http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_management_system http://www.greentechmedia.com/articles/read/home-energy-managementsystems-redefined http://www.nec.com/en/global/eco/featured/business_vision/7_1/home.html http://www.rmhgroup.co.uk/services-2/building-management-systems-bms/ http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90i%E1%BB%87n_to%C3%A1n_ %C4%91%C3%A1m_m%C3%A2y Hoang Le Minh, (2014), Triển vọng SMAC Việt Nam, Báo cáo Hội thảo Ngày CNTT 2014 - Vietnam IT Day 2014 Nguyen Viet Hai, (2014), SMAC và các lựa chọn cho Hạ tầng thông tin quốc gia, Báo cáo Hội thảo Ngày CNTT 2014 - Vietnam IT Day 2014 Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 79 [...]... thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 2 CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU VỀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG VÀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Quản lý năng lượng 1.1.1 Khái niệm Hệ thống Quản lý năng lượng Hệ thống Quản lý năng lượng là một hệ thống máy tính được thiết kế dành riêng cho điều khiển tự động và giám sát các thiết điện có mức tiêu thụ năng lượng đáng kể như hệ thống điều hòa, thông gió và hệ thống đèn chiếu sáng... dùng được hưởng những ưu đãi từ nhà cung cấp điện như được sử dụng điện với giá rẻ hơn, … Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 4 Hình 1-2: Mô hình hệ thống HEMS kết nối tới lưới điện thông minh 1.1.2.2 Hệ thống quản lý năng lượng trong tòa nhà (BEMS) Hệ thống quản lý năng lượng trong tòa nhà (BEMS) là hệ thống tinh vi cho phép quản lý, kiểm soát và giám sát các dịch vụ kỹ thuật... Hệ thống quản lý năng lượng trên nền điện toán đám mây với mục tiêu là xây dựng một hạ tầng Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 1 (S.M.A.C) để cung cấp dịch vụ QLNL hướng đến một nền tảng SmartGrid trong tương lai Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể là: - Xây dựng hạ tầng hỗ trợ BigData - Cung cấp nền tảng cho dịch vụ QLNL và các ứng dụng GTGT Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng. .. sáng, an ninh ) và tiêu thụ năng lượng của các thiết bị sử dụng bởi các tòa nhà Hệ thống cũng cấp thông tin và các công cụ quản lý tòa nhà, giúp người dùng hiểu rõ việc sử dụng năng lượng của họ trong tòa nhà, từ đó có thể kiểm soát và cải thiện hiệu suất năng lượng của tòa nhà Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 5 Hình 1-3: Hệ thống quản lý năng lượng trong tòa nhà BEMS Trong... các hệ thống quản lý tòa nhà BMS (Building Management System) hoặc hệ Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 7 thống quản lý năng lượng (QLNL) (Building Energy Management System - BEMS) do các hệ thống này phải nhập ngoại 100% và có giá thành rất cao Còn hầu hết các tòa nhà thấp tầng nhất là các trường học, công sở, do mức đầu tư hạn chế, nên không được trang bị các hệ thống quản. .. hoặc kết hợp cả Web và xử lí nền Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 19 Hình 1-13: SQL Azure cung cấp các dịch vụ định hướng dữ liệu trong đám mây Cơ sở dữ liệu SQL Azure cung cấp một hệ thống quản lí cơ sở dữ liệu dựa trên đám mây (DBMS) Công nghệ này cho phép ứng dụng on-premise và đám mây lưu trữ dữ liệu quan hệ và những kiểu dữ liệu khác trên các máy chủ trong trung tâm... (controllers) Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 6 Hình 1-4: Các thành phần chính của BEMS 1.1.3 Đánh giá Các hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà là một trong các giải pháp giúp làm giảm đáng kể lãng phí năng lượng và cho phép việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào để giảm tải cho lưới điện và tiến tới hòa lưới để đưa điện từ nguồn tái tạo vào lưới điện lực Hiện nay,... phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng bên trong Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 8 Tài nguyên, dữ liệu, phần mềm và các thông tin liên quan đều được quản lý trên các máy chủ (chính là các “đám mây ) “Ứng dụng điện toán đám mây là những ứng dụng trực tuyến trên Internet Trình duyệt là nơi ứng dụng hiện... tương tác” Hình 1-5: Các ứng dụng đám mây 1.2.2 Thành phần Hai thành phần quan trọng của kiến trúc điện toán đám mây được biết đến là Front-end và Back-end Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 9 Front-end là phần phía khách hàng dùng máy tính Nó bao gồm hệ thống mạng của khách hàng (hoặc máy tính) và các ứng dụng được sử dụng để truy cập vào đám mây thông qua giao diện người dùng... chi phí năng lượng của họ Đề tài: Hệ thống quản lý năng lượng trên nền Điện toán đám mây 3 Hình 1-1: Mô hình HEMS HEMS là một hệ thống bao gồm các sản phẩm hoặc dịch vụ giám sát, kiểm soát, phân tích năng lượng trong tòa nhà Định nghĩa này bao gồm cả các chương trình nhà ở tiện ích (residential utility demand response programs), dịch vụ nhà tự động (home automation services), quản lý năng lượng cá ... tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VỀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG VÀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Quản lý lượng 1.1.1 Khái niệm Hệ thống Quản lý lượng Hệ thống Quản lý lượng hệ thống. .. Đề tài: Hệ thống quản lý lượng Điện toán đám mây 26 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Một hệ thống Quản lý lượng mô hình SmartHome, hướng tới SmartGrid có đặc điểm sau: - Năng lượng thu... Điện toán đám mây Hình 1-2: Mô hình hệ thống HEMS kết nối tới lưới điện thông minh 1.1.2.2 Hệ thống quản lý lượng tòa nhà (BEMS) Hệ thống quản lý lượng tòa nhà (BEMS) hệ thống tinh vi cho phép quản