新型智能變壓器橫空出世推動智能電網發展

新的智能干式變壓器可快速為汽車充電，并使電網減少耗電3%，相當于美全年太陽能電池板發電量好幾倍。新的基于半導體的設備管理電網電力使“智能電網”更加聰明。它們將使電動汽車快速充電，并讓公共事業機構可以合并大量太陽能和風電，不會造成停電或電壓浪涌（powersurges）。這些設備的研發者是很多小機構，其中有一些機構較近得到的新基金，是來自先進研究項目局能源處(ARPA-E)和家科學基金會。 智能干式變壓器：智能固態電子干式變壓器原型，是電力研究所研制的。它比2020-12-07 的干式變壓器更小，用途更廣。左邊的模塊把電網高壓交流電轉換成直流電。右邊是一個干式變壓器，把電力轉換成120伏的交流電，就是標準的墻壁電源插座出口電壓。右邊插座是另外二個接口，一是240伏特交流電，另一個是400伏直流電。公用事業機構開始推出智能電網，都是集中于收集信息，比如及時測量用電所使用的智能電表就安裝在家庭和企業。但是，隨著智能電網的發展，他們將增加一些裝置，比如智能固態干式變壓器，這會加強對線路功率流的控制，亞歷克斯?黃（AlexHuang）說，他是家研究基金會一個研究中心的主任，這個中心就開發這種設備。“如果智能電表是智能電網的大腦，”他說，“固態干式變壓器設備就是肌肉。”這些設備將有助于改變電網，原來的系統中功率流是單向的，就是從電站到消費者，轉變后的系統中業主和企業也普遍發電。2020-12-07 的干式變壓器是單一功能的設備。它們改變電壓，從一種水平變為另一種，比如從高電壓變為低電壓，高電壓就是家用的120伏或240伏配電水平。新的固態干式變壓器靈活得多。他們使用晶體管和二極管以及其他基于半導體的裝置，不像電腦芯片所使用的晶體管，這些晶體管根據設計可以處理高功率水平和非常快速的切換。根據公用事業公司或家庭的信號，它們可以改變它們所產電力的電壓和其他特征。它們可以輸出交流電或直流電，或并入風力發電機和太陽能電池板的交流電和直流電，并改變頻率和電壓，以適應電網需要。它們有處理器和內置的通信硬件，能夠連通公用事業機構運營商，以及其他智能干式變壓器和消費者。這種設備非常靈活，研究人員仍然在研究如何較好地使用它。有幾種可能性。2020-12-07 ，在家里給電動汽車充電需要許多小時，即使插入一個專用充電器，配有220/240伏電路，而不是更常見的110/120伏插座，也很慢。直流充電器充電可以節省時間，充電充滿一個24千瓦小時的電池，就像新的日產Leaf中的電池，可以由8小時降低到30分鐘，但它們效率不高，會浪費約百分之10至百分之12的電力，就是充進去的電力。新的干式變壓器可取代這些專用充電器，而且它們更有效率，只浪費大約百分之四的電力，阿林達姆?梅特拉（ArindamMaitra）說，他是電力科學研究院的高級項目經理，這家研究院正在開發智能干式變壓器。更重要的是，由于這種干式變壓器有通信和處理能力，如果幾個鄰居接通自己的汽車同時充電，干式變壓器可以防止電路過載，因為它可以放慢或推遲充電，這要根據消費者的喜好和公用事業機構的價格信號。同樣的設備也可以用來傳送直流電，就是從太陽能電池板傳送到電網，這就就會摒棄一些設備，這些設備目前用于轉換太陽能電池板的功率，并消除電壓波動，這些波動不消除就可能導致電池板斷開并停止產生電力。電力用戶比如大型倉儲式超市都開始安裝更多的太陽能板和儲電設備，所以智能干式變壓器就是關鍵，因為要整合的電力就來自這些來源和電網，梅特拉說。存儲系統和分布式能源可以讓商店決定何時從電網取電，何時向電網送電，這取決于某一特定時刻的電價。智能干式變壓器可以協調這種電壓上的迅速變化，就是從買電轉變為賣電的變化，同時保持電網穩定，防止鄰居的燈光變暗。它們甚至可以讓人們從鄰居買電，亞歷克斯?黃說。“如果你在夜間插上電動車充電，你充電時就可以與一些鄰居協商，如果鄰居有多余電力的話，”他說。“你實際上可以支付鄰居。你不必支付公用事業機構。”

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