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智能变压器:让智能电网更加聪明
双击自动滚屏 发布者:本站 发布时间:2012-7-22 阅读:422次 【字体:

新的智能变压器可快速为汽车充电,并使电网减少耗电3%,相当于美国全年太阳能电池板发电量好几倍。
新的基于半导体的设备管理电网电力使“智能电网”更加聪明。它们将使电动汽车快速充电,并让公共事业机构可以合并大量太阳能和风电,不会造成停电或电压浪涌。这些设备的研发者是很多小机构,其中有一些机构最近得到的新基金,是来自先进研究项目局能源处(ARPA-E)和国家科学基金会。
智能变压器:智能固态电子变压器原型,是电力研究所研制的。它比今天的变压器更小,用途更广。左边的模块把电网高压交流电转换成直流电。右边是一个变压器,把电力转换成120伏的交流电,就是标准的墙壁电源插座出口电压。右边插座是另外二个接口,一是240伏交流电,另一个是400伏直流电。
公用事业机构开始推出智能电网,都是集中于收集信息,比如及时测量用电所使用的智能电表就安装在家庭和企业。但是,随着智能电网的发展,他们将增加一些装置,比如智能固态变压器,这会加强对线路功率流的控制,亚历克斯?黄(AlexHuang)说,他是国家研究基金会一个研究中心的主任,这个中心就开发这种设备。“如果智能电表是智能电网的大脑,”他说,“固态变压器设备就是肌肉。”这些设备将有助于改变电网,原来的系统中功率流是单向的,就是从电站到消费者,转变后的系统中业主和企业也普遍发电。
今天的变压器是单一功能的设备。它们改变电压,从一种水平变为另一种,比如从高电压变为低电压,高电压就是家用的120伏或240伏配电水平。新的固态变压器灵活得多。他们使用晶体管和二极管以及其他基于半导体的装置,不像电脑芯片所使用的晶体管,这些晶体管根据设计可以处理高功率水平和非常快速的切换。根据公用事业公司或家庭的信号,它们可以改变它们所产电力的电压和其他特征。它们可以输出交流电或直流电,或并入风力发电机和太阳能电池板的交流电和直流电,并改变频率和电压,以适应电网需要。它们有处理器和内置的通信硬件,能够连通公用事业机构运营商,以及其他智能变压器和消费者。
这种设备非常灵活,研究人员仍然在研究如何最好地使用它。有几种可能性。今天,在家里给电动汽车充电需要许多小时,即使插入一个专用充电器,配有220/240伏电路,而不是更常见的110/120伏插座,也很慢。直流充电器充电可以节省时间,充电充满一个24kW小时的电池,就像新的日产Leaf中的电池,可以由8小时降低到30分钟,但它们效率不高,会浪费约百分之十至百分之十二的电力,就是充进去的电力。新的变压器可取代这些专用充电器,而且它们更有效率,只浪费大约百分之四的电力,阿林达姆?梅特拉(ArindamMaitra)说,他是电力科学研究院的高级项目经理,这家研究院正在开发智能变压器。
更重要的是,由于这种变压器有通信和处理能力,如果几个邻居接通自己的汽车同时充电,变压器可以防止电路过载,因为它可以放慢或推迟充电,这要根据消费者的喜好和公用事业机构的价格信号。同样的设备也可以用来传送直流电,就是从太阳能电池板传送到电网,这就会摒弃一些设备,这些设备目前用于转换太阳能电池板的功率,并消除电压波动,这些波动不消除就可能导致电池板断开并停止产生电力。

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