未來智能變壓器如何調(diào)控電流來讓電網(wǎng)穩(wěn)定可用
該信息來自：本站 發(fā)表時(shí)間：2019-04-18 10:51:23
世界在進(jìn)步，那是因?yàn)槿祟惖奈拿髟谶M(jìn)步，是的，處在文明輝煌時(shí)代的我們，永遠(yuǎn)也忘不了那些偉大的名字：“牛頓、愛迪生、畢升、蔡倫、貝爾……”，這些名字是人類的驕傲，我們相信文明的車輪永遠(yuǎn)也不會(huì)停息，因?yàn)槲覀儞碛袀ゴ蟮膲?mèng)想，夜晚，當(dāng)我們仰望星空時(shí)，那無盡的浩瀚，是否讓你感到心悸和激動(dòng)。
在一個(gè)布滿電線以模擬一個(gè)居民區(qū)的實(shí)驗(yàn)室中，阿歷克斯·黃（Alex Huang）正在嘗試為其重新構(gòu)建一個(gè)更像是互聯(lián)網(wǎng)的電力網(wǎng)——電力不是從一個(gè)中心電站輸出到各個(gè)點(diǎn)，而是從好幾個(gè)不同位置的電源智能變壓器如何調(diào)控電流來讓電網(wǎng)穩(wěn)定可用。輸出，并挑選最為合適的路徑到達(dá)用電處。最終，北卡羅來納州立大學(xué)的電力工程教授阿歷克斯·黃重新設(shè)計(jì)的變壓器能夠即時(shí)降低電壓，將其分配在整個(gè)居民區(qū)中，以適用于家庭和辦公室。
他的新變壓器可以讓電網(wǎng)輕松應(yīng)對(duì)超出它設(shè)計(jì)承載能力的情況，例如為大批量的電動(dòng)車充電，從家用太陽能板中接入額外的電流。家庭與商業(yè)用智能電表可以提供電流的細(xì)粒度信息，但是對(duì)電流的精細(xì)控制同樣重要。這不僅僅是出于讓電網(wǎng)穩(wěn)定的考慮，也可以更好地平衡電力供給與需求，減少電力波動(dòng)，也就減少了必備的保證電力供應(yīng)的電廠數(shù)量。
“在電網(wǎng)與家庭用電之間我們需要一種全新的設(shè)備來提供緩沖，以讓電網(wǎng)保持穩(wěn)定而不必顧及家庭用電的起落，”阿歷克斯·黃說。傳統(tǒng)的變壓器只能處理交流電，如要改變電流走向，則需手動(dòng)調(diào)整或依靠大型的機(jī)電開關(guān)，黃教授的期望是研發(fā)一種緊湊型變壓器，像處理交流電那樣處理直流電，并可以電動(dòng)控制，這樣便可對(duì)電力供應(yīng)和需求的波動(dòng)進(jìn)行即時(shí)反應(yīng)。
例如，如果一位鄰居將他的電動(dòng)車接上了交流電源，變壓器便做出反應(yīng)，從其他鄰居的太陽能板上接通不用的直流電來為其充電。為了造出這樣一個(gè)變壓器，從 2008年開始，黃教授對(duì)能夠應(yīng)對(duì)數(shù)千伏高壓的晶體管及其他半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)行了研究，主要是在北卡羅來納州立大學(xué)建立了未來可再生電力傳輸與管理系統(tǒng)中心（Future Renewable Electric EnergyDelivery and Management SystemsCenter）。他的第一個(gè)變壓器采用硅基元件，但是硅在大量的高壓電力下很不可靠，因此阿歷克斯·黃開創(chuàng)性地使用硅 -碳化合物（SiC）或鎵 - 氮化合物（GaN）半導(dǎo)體為基礎(chǔ)元件，使其在高壓電力下應(yīng)用更為可靠。
他期望在兩年內(nèi)做出一個(gè)測(cè)試版本的硅 - 碳變壓器，并在五年內(nèi)做出能夠進(jìn)行實(shí)用測(cè)試的設(shè)備。阿歷克斯·黃的變壓器將能夠?yàn)殡娋W(wǎng)連接上太陽能板或電動(dòng)車，簡(jiǎn)便得就像給電腦連接一個(gè)數(shù)碼相機(jī)或打印機(jī)。只要小型的清潔電力源能夠成為電網(wǎng)的一個(gè)組成部分，便能夠減低我們對(duì)化石燃料的依賴。他說：“當(dāng)許多許多我們所希望的可再生、可持續(xù)能源的小型發(fā)電機(jī)累積到一定程度，其對(duì)社會(huì)的真正益處便會(huì)體現(xiàn)出來?！报D―大衛(wèi)·弗里德曼
