在一项新的研究中，来自德克萨斯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服务。研究人员表示，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输来工作。
“我们的创新让太阳能消费者减少对外部电网的依赖。电气与计算机工程系谢乐教授说:“同样的技术还允许公用事业公司控制能源分配，这在风暴和其他自然灾害造成的停电期间特别有用。”因此，这对消费者和电力公司来说是双赢的局面。”
这项研究发表在美国电气和电子工程师协会的在线期刊上。电力电子学新兴专题杂志4月。
在过去十年中，太阳能电池板成本的大幅下降鼓励了更多的家庭采用太阳能发电系统。在这些家庭中，屋顶太阳能电池板产生的电流被输入逆变器，然后电力就可以供住宅使用，并为太阳能备用电池充电。另一组电力电子设备将太阳能电池板和电池连接回电网。
只要电网正常运行，这些连接就能确保家庭始终与电网相连。在白天，家庭消耗更多的太阳能，任何多余的能源都供应给电网。晚上，各家各户从电网中获取电力。
研究人员指出，这些传统系统有很多缺点。由于电源线损坏或过载，电网中的任何电压波动都会影响家庭中的连接设备。此外，他们还表示，从太阳能家庭注入电网的电流可能具有一定的不规则性，即谐波，会影响电网内的电力质量。
研究人员解释说，另一个相关的问题是，公用事业公司在限制太阳能家庭消耗的电网电量方面几乎无能为力。这一缺陷在自然灾害期间尤其有害，因为其他社区或医院等基本服务需要能源支持。
“目前，还没有适当的系统来调节或限制能源消耗，”TI电气与计算机工程系模拟工程III教授Prasad Enjeti博士说。“拥有太阳能系统的最终用户继续从电网中获取电力，因为公用事业公司没有办法控制它。”
与传统的太阳能系统不同的是，研究人员将一个单一的设备放在一起，称为网络边缘的电力电子智能，或PINE。这种装置安装在室外，有三个主要连接:一个连接到家里，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的任何一个方向的电流。
Enjeti说:“这种设备就像一个智能能源路由器。“它可以调节电网电压，整合当地生产的太阳能，并智能地管理和输送各个方向的能量。”
研究人员还将这种设备设计成可编程的，这样授权的外部用户，比如公用事业公司，就可以控制到达太阳能家庭的电网电量。恩杰蒂说，安装在不同家庭的PINE系统还可以通过编程相互通信，并与配电运营商通信。
为了测试PINE网络是否能像预想的那样运行，研究人员建立了一个硬件原型，并对一个混合社区进行了广泛的计算机模拟，其中一些家庭有PINE系统，而另一些家庭没有。硬件性能和模拟表明，使用PINE系统的家庭具有更清洁、稳定的电压。在电网层面，来自这些家庭的注入电压也很稳定，因为PINE系统也在调节。
PINE系统可以动态、实时地向电网注入不同的电压支持。因此，电力公司不需要花费数百万美元购买电容器组来支持馈线的电压。”“在停电期间，PINE使家庭能够自给自足，并有效地使用太阳能。该技术还允许公用事业公司无线指示PINE系统限制太阳能家庭的电网电流，并将其重定向到其他受影响的地区。”
PINE技术是由Enjeti, Xie和P. R. Kumar博士共同发明的，Dr. P. R. Kumar是电气和计算机工程系的董事教授和杰出教授，也是工程学院计算机工程系主任。bob官方体育appios
这项研究的其他贡献者包括计算机科学与工程系的Jorge Ramos-Ruiz;国家可再生能源实验室的王斌博士和道明能源公司的周鸿明博士。
这项研究是由国家科学技术委员会、国家科学基金会和美国能源部资助的。