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智能技术帮助受停电影响的公用事业

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-07-27 浏览次数:27
 
  该设备改善了家用太阳能系统和电网之间的能量输送。
 
  在一项新的研究中,得克萨斯州农工大学和工业界的研究人员设计了一种智能技术,可以帮助公用事业公司更好地为受停电影响的社区提供服务。研究人员说,他们的单一设备通过改善家庭太阳能系统和电网之间的能量传递而起作用。
 
智能技术帮助受停电影响的公用事业
  Le Xie博士说:“我们的创新使太阳能消费者能够减少对外部电网的依赖。相同的技术还使公用事业公司能够控制能量分配,这在暴风雨和其他自然灾害造成的停电期间特别有用。”电气与计算机工程系教授。“因此,这对消费者和公用事业公司都是双赢的局面。”
 
  该研究 于4月份在线发表在《电气与电子工程师协会的电力电子  新兴与精选主题期刊》上。
 
  在过去的十年中,太阳能电池板成本的急剧下降鼓励了更多家庭采用太阳能发电系统。在这些家庭中,屋顶的太阳能电池板产生的电流在准备用于住宅使用并为太阳能备用电池充电之前,先将其馈入逆变器。另一套电力电子设备将太阳能电池板和电池连接回电网。
 
  这些连接确保只要电网正常运行,房屋就始终连接到电网。白天,房屋消耗更多的太阳能,任何多余的能量都将提供给电网。晚上,房屋从电网中取电。
 
  研究人员指出,这些常规系统有许多缺点。由于电源线损坏或过载导致电网中的任何电压波动都会影响家庭中连接的设备。他们还说,从太阳能家庭注入电网的电流可能会有某些不规则现象,即谐波,会影响电网内部的电能质量。
 
  研究人员说,另一个有关的问题是,公用事业公司几乎没有办法限制太阳能供电的家庭消耗的电网电量。在其他社区或基本服务(例如医院)需要能源支持的自然灾害期间,此缺点特别有害。
 
  “目前,还没有调节或限制能耗的系统,”电气和计算机工程系的TI模拟工程教授III的Prasad Enjeti博士说。“使用太阳能系统的最终用户继续从电网汲取电力,因为公用事业公司无法控制它。”
 
  与传统的太阳能系统不同,传统的太阳能系统需要许多电子设备从电网来回连接,研究人员将单个设备组合在一起,称为网络边缘的电力电子智能设备,即PINE。该设备安装在房屋外部,具有三个主要连接:一个连接到家庭,一个连接到公用电网,另一个连接到太阳能电池板和电池。PINE可以控制这些方向中任一方向的电流。
 
  “该设备就像一个智能能源路由器,” Enjeti说。“它调节电网电压,整合本地生产的太阳能,并智能地管理和路由各个方向的能源。”
 
  研究人员将该设备设计为可编程的,这样授权的外部用户(例如公用事业公司)就可以控制到达太阳能家庭的电网电量。Enjeti说,还可以对安装在不同家庭中的PINE系统进行编程,使其相互之间以及与配电操作员进行通信。
 
  为了测试PINE网络是否可以按预期运行,研究人员构建了硬件原型,并对混合社区进行了广泛的计算机模拟,在该社区中,有些房屋装有PINE系统,而另一些则没有。硬件性能和仿真结果表明,使用PINE系统的房屋具有更清洁,更稳定的电压。在电网级别,从这些家庭注入的电压也很稳定,因为PINE系统也在对此进行调节。
 
  “ PINE系统可以动态,实时地向公用电网注入不同的电压支持。因此,公用事业公司无需花费数百万美元购买电容器组来支持馈电线上的电压,”谢说。“在停电期间,PINE可使房屋自给自足并有效利用其太阳能。该技术还使公用事业公司能够无线指示PINE系统将电网电流限制到太阳能供电的房屋,并将其重定向到其他受影响
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