德克薩斯州A＆M研究人員在計算機(jī)模擬中設(shè)計并測試了帶有太陽能的房屋和未經(jīng)設(shè)計的房屋的混合鄰域，以測試新型智能能源設(shè)備?？招膱A圈表示房屋擁有PINE設(shè)備及其相關(guān)系統(tǒng)的節(jié)點。深色實心圓圈是房屋沒有PINE的節(jié)點。所有房屋都從電網(wǎng)獲得能量。

研究人員開發(fā)了一種新的智能設(shè)備，可以通過改善電網(wǎng)與住宅太陽能系統(tǒng)之間的流量和能量控制，幫助房主減少對電網(wǎng)的依賴。

德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的一個團(tuán)隊設(shè)計了一種智能設(shè)備，可以幫助改善居民點太陽能系統(tǒng)和電網(wǎng)之間的能量傳遞。

該設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)邊緣的電力電子智能設(shè)備（PINE），旨在幫助房主和公用事業(yè)公司以經(jīng)濟(jì)高效的方式控制能源分配。

一位研究人員稱該設(shè)備為“智能能源路由器”，它可以幫助控制電網(wǎng)與人們在家中設(shè)置的任何太陽能電池板配置之間的能量流，以確保不會丟失或浪費(fèi)能源。

德州農(nóng)工大學(xué)電氣與計算機(jī)工程系模擬工程教授Prasad Enjeti說：“它可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓，集成本地生產(chǎn)的太陽能，并智能地管理和引導(dǎo)各個方向的能源。”

支持能量流

在過去的十年中，太陽能電池板的成本有所下降，因此，這是一種經(jīng)濟(jì)高效且可再生的方式，可為人們提供住房電力。這激發(fā)了使用屋頂太陽能電池板的住宅系統(tǒng)的更廣泛的安裝和使用。

這些系統(tǒng)通常在電能準(zhǔn)備好用于住宅使用之前，將面板中的能量輸入逆變器，并對太陽能備用電池進(jìn)行充電。另一組電力電子設(shè)備通常將太陽能電池板和電池連接回電網(wǎng)。

盡管這些常規(guī)系統(tǒng)可以為家庭提供可再生電力，但是它們也具有一些明顯的缺點，特別是因為只要它們正常運(yùn)行就一直與電網(wǎng)連接。

研究人員說，問題之一是由于電力線損壞或過載造成的電網(wǎng)電壓波動會影響家庭中連接的設(shè)備。從太陽能家庭注入電網(wǎng)的電流可能存在某些不規(guī)則現(xiàn)象，即諧波，會影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

另一個問題是，公用事業(yè)公司不能做太多事情來限制太陽能家庭所消耗的電網(wǎng)電量。 Enjeti說，當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時，當(dāng)其他社區(qū)或基本服務(wù)（如醫(yī)院）需要能源支持時，這種缺陷可能會帶來風(fēng)險。

他在新聞稿中說：“目前，尚無調(diào)節(jié)或限制能源消耗的系統(tǒng)?！?“使用太陽能系統(tǒng)的最終用戶繼續(xù)從電網(wǎng)汲取電力，因為公用事業(yè)公司無法對其進(jìn)行控制?！?/p>

接通電源

PINE可能可以用來解決這些問題。該設(shè)備可以安裝在房屋外，以簡化住宅太陽能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的連接。 PINE具有三個主要連接：一個連接到家庭，一個連接到公用電網(wǎng)，另一個連接到太陽能電池板和電池，并且可以控制這些方向中任何一個的電流。

Enjeti說，可以對該設(shè)備進(jìn)行編程，以便授權(quán)的外部用戶（例如公用事業(yè)公司）可以控制到達(dá)其所連接房屋的電網(wǎng)電量。還可以對安裝在不同家庭中的PINE系統(tǒng)進(jìn)行編程，以使其相互之間以及與配電操作員進(jìn)行通信。

研究人員在電氣與電子工程師協(xié)會的《新興與電力電子學(xué)精選期刊》上發(fā)表了有關(guān)其工作的研究報告。

為了測試PINE及其創(chuàng)建符合研究人員想象的功能的網(wǎng)絡(luò)的能力，他們構(gòu)建了設(shè)備原型，并使用大量的計算機(jī)模擬來創(chuàng)建一個方案，說明它如何在混合社區(qū)中工作，其中有些房屋裝有PINE系統(tǒng)，而有些房屋則沒有。

測試表明，使用PINE系統(tǒng)的房屋具有更清潔、穩(wěn)定的電壓。從這些家庭在電網(wǎng)級別注入的電壓也很穩(wěn)定，因為PINE系統(tǒng)也在對此進(jìn)行調(diào)節(jié)。