新型智能变压器将推动智能电网向前发展

时间:2019-02-09 06:40:04 来源:虎林门户网 作者:匿名
  

新型智能变压器可以快速为汽车充电,并将功耗降低3%,这相当于美国产生的太阳能电池板数量的几倍。

新的基于半导体的设备管理电网电力,使“智能电网”更加智能。它们将使电动汽车能够快速充电,并允许公用事业公司将大量的太阳能和风能结合起来,而不会出现停电或电压浪涌。这些设备的开发人员是许多小型机构,其中一些最近从高级研究计划局能源部(ARPA-E)和国家科学基金会获得了新的资金。

智能变压器:智能固态电子变压器的原型由电力研究所开发。它比现在的变压器更小,更通用。左侧的模块将电网高压AC转换为DC。右侧是一个变压器,可将电能转换为120伏交流电,这是标准的墙上插座电压。右侧插座是另外两个接口,一个是240伏AC,另一个是400 VDC。

公用事业公司开始引入智能电网,专注于收集信息,例如用于及时测量电力的智能电表,安装在家庭和企业中。然而,随着智能电网的发展,他们将增加一些设备,如智能固态变压器,这将加强对线路电力流的控制,Alex Huang说他是国家研究基金会的研究中心。该中心的主任已经开发出这种设备。 “如果智能电表是智能电网的大脑,”他说,“固态变压器就是肌肉。”这些设备将有助于改变电网。原始系统中的功率流是单向的,从发电站到消费者。后一种系统中的所有者和公司也会发电。

今天的变压器是单功能设备。它们将电压从一个电平改变到另一个电平,例如从高电压到低电压,即家庭的120伏或240伏分布水平。新型固态变压器更加灵活。他们使用晶体管和二极管以及其他基于半导体的器件,这与计算机芯片中使用的晶体管不同,后者旨在处理高功率电平和非常快速的开关。根据公用事业公司或家庭的信号,他们可以改变电压和他们产生的电力的其他特征。它们可以输出交流电或直流电,或者组合风力涡轮机和太阳能电池板的交流电和直流电,并改变频率和电压以适应电网需求。它们具有处理器和内置通信硬件,可连接公用事业运营商以及其他智能变压器和消费者。该设备非常灵活,研究人员仍在研究如何最好地使用它。有几种可能性。今天,即使专用充电器插入220/240伏电路而不是更常见的110/120伏插座,在家中为电动汽车充电需要花费数小时。直流充电器充电可以节省时间,24千瓦时的电池充电,就像新日产Leaf的电池一样,可以从8小时减少到30分钟,但它们效率不高,浪费了大约10%到12%的电量是被充电的电。电力研究所高级项目经理ArindamMaitra表示,新型变压器可以取代这些专用充电器,效率更高,只有大约4%的功率浪费。该研究所正在开发智能变压器。

更重要的是,由于这种变压器具有通信和处理能力,如果几个邻居同时开启自己的汽车并充电,变压器可以防止电路过载,因为它可以减慢或延迟充电,这取决于消费者的喜好和公用事业的价格信号。相同的设备也可用于传输直流电,即从太阳能电池板传输到电网,这将丢弃目前用于转换太阳能电池板功率并消除电压波动的一些设备。这些波动可能无法消除。使面板打开并停止发电。

Metra表示,大型仓库超市等高级用户开始安装更多的太阳能电池板和存储设备,因此智能变压器是关键,因为集成电源来自这些电源和电网。存储系统和分布式能源允许商店决定何时从电网获取电力以及何时为电网供电,这取决于特定时刻的电力价格。智能变压器可以协调电压的快速变化,这是从购买电力到销售电力的变化,同时保持电网稳定并防止邻居变暗。 Alex Huang说,他们甚至可以让人们从他们的邻居那里购买电力。 “如果你晚上插上电动车,你可以和一些邻居谈判,如果你收费,如果邻居有额外的电力,”他说。 “你实际上可以为邻居买单。你不需要支付一笔费用。”

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