Đề án Thạc sĩ: Nghiên cứu giải pháp tiết kiệm điện năng cho hộ gia đình sử dụng công nghệ giám sát phụ tải không xâm nhập

Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng gia tăng cùng với quá trình đô thị hóa và sự phổ biến của các thiết bị điện trong hộ gia đình, việc quản lý và giám sát tiêu thụ điện hiệu quả trở thành một yêu cầu cấp thiết cho hệ thống điện quốc gia. Mặc dù các hộ gia đình chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng điện năng tiêu thụ, công tác giám sát hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế, thiếu thông tin chi tiết về mức tiêu thụ của từng thiết bị và thời điểm sử dụng. Điều này cản trở các biện pháp tiết kiệm điện năng dựa trên dữ liệu khoa học. Các phương pháp giám sát truyền thống thường xâm nhập, tốn kém và khó triển khai đại trà. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ giám sát phụ tải không xâm nhập (NILM) là một hướng đi đầy tiềm năng để cung cấp thông tin chi tiết, hỗ trợ tiết kiệm điện năng và tối ưu hóa quản lý năng lượng trong hộ gia đình một cách hiệu quả và bền vững.

Các nhà nghiên cứu, sinh viên, chuyên gia trong lĩnh vực quản lý năng lượng, hệ thống điện thông minh, trí tuệ nhân tạo và học máy, cùng các nhà quản lý và hoạch định chính sách về tiết kiệm năng lượng.

Đề án này nghiên cứu giải pháp tiết kiệm điện năng cho hộ gia đình thông qua việc ứng dụng công nghệ giám sát phụ tải không xâm nhập (NILM). Bối cảnh hiện tại cho thấy nhu cầu điện tăng cao và các phương pháp giám sát truyền thống còn nhiều hạn chế về chi phí, tính xâm nhập và khả năng cung cấp thông tin chi tiết. Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng một mô hình giám sát phụ tải không xâm nhập hiệu quả, có khả năng phân tích và tách riêng mức tiêu thụ điện của từng thiết bị từ dữ liệu tổng tại công tơ. Phương pháp tiếp cận dựa trên việc thu thập dữ liệu điện năng tổng thể từ một điểm đo duy nhất (smart meter), sau đó sử dụng các thuật toán xử lý tín hiệu tiên tiến, kết hợp với các kỹ thuật Trí tuệ nhân tạo (AI) và Học máy (Machine Learning) để nhận dạng và phân loại phụ tải. Nghiên cứu đã tổng quan về NILM, so sánh với các phương pháp khác dựa trên tiêu chí cấu trúc lắp đặt, độ chính xác, chi phí triển khai và khả năng tích hợp công nghệ mới, khẳng định tiềm năng vượt trội của NILM trong việc giám sát năng lượng chính xác và linh hoạt. Giá trị ứng dụng của đề án rất cao, bởi nó không chỉ cung cấp thông tin minh bạch về hành vi sử dụng điện của người dùng mà còn hỗ trợ họ điều chỉnh thói quen tiêu thụ điện để đạt hiệu quả quản lý năng lượng tốt hơn. Giải pháp này giúp phát hiện các thiết bị tiêu thụ nhiều điện, xác định thời điểm sử dụng không hợp lý và thậm chí cảnh báo sự cố điện. Từ đó, người dùng có thể đưa ra quyết định thay thế hoặc sử dụng thiết bị một cách hợp lý, giảm đáng kể lượng điện tiêu thụ và góp phần giảm phụ tải vào giờ cao điểm của hệ thống điện quốc gia, hướng tới mục tiêu sử dụng năng lượng bền vững và thông minh hơn trong các hộ gia đình.