新型智能家居设备可在边缘控制能源

德克萨斯州A＆M研究人员在计算机模拟中设计并测试了带有太阳能的房屋和未经设计的房屋的混合邻域，以测试新型智能能源设备。空心圆圈表示房屋拥有PINE设备及其相关系统的节点。深色实心圆圈是房屋没有PINE的节点。所有房屋都从电网获得能量。

研究人员开发了一种新的智能设备，可以通过改善电网与住宅太阳能系统之间的流量和能量控制，帮助房主减少对电网的依赖。

德克萨斯农工大学的一个团队设计了一种智能设备，可以帮助改善居民点太阳能系统和电网之间的能量传递。

该设备称为网络边缘的电力电子智能设备（PINE），旨在帮助房主和公用事业公司以经济高效的方式控制能源分配。

一位研究人员称该设备为“智能能源路由器”，它可以帮助控制电网与人们在家中设置的任何太阳能电池板配置之间的能量流，以确保不会丢失或浪费能源。

德州农工大学电气与计算机工程系模拟工程教授Prasad Enjeti说：“它可以调节电网电压，集成本地生产的太阳能，并智能地管理和引导各个方向的能源。”

支持能量流

在过去的十年中，太阳能电池板的成本有所下降，因此，这是一种经济高效且可再生的方式，可为人们提供住房电力。这激发了使用屋顶太阳能电池板的住宅系统的更广泛的安装和使用。

这些系统通常在电能准备好用于住宅使用之前，将面板中的能量输入逆变器，并对太阳能备用电池进行充电。另一组电力电子设备通常将太阳能电池板和电池连接回电网。

尽管这些常规系统可以为家庭提供可再生电力，但是它们也具有一些明显的缺点，特别是因为只要它们正常运行就一直与电网连接。

研究人员说，问题之一是由于电力线损坏或过载造成的电网电压波动会影响家庭中连接的设备。从太阳能家庭注入电网的电流可能存在某些不规则现象，即谐波，会影响电网的电能质量。

另一个问题是，公用事业公司不能做太多事情来限制太阳能家庭所消耗的电网电量。 Enjeti说，当自然灾害发生时，当其他社区或基本服务（如医院）需要能源支持时，这种缺陷可能会带来风险。

他在新闻稿中说：“目前，尚无调节或限制能源消耗的系统。” “使用太阳能系统的最终用户继续从电网汲取电力，因为公用事业公司无法对其进行控制。”

接通电源

PINE可能可以用来解决这些问题。该设备可以安装在房屋外，以简化住宅太阳能系统与电网之间的连接。 PINE具有三个主要连接：一个连接到家庭，一个连接到公用电网，另一个连接到太阳能电池板和电池，并且可以控制这些方向中任何一个的电流。

Enjeti说，可以对该设备进行编程，以便授权的外部用户（例如公用事业公司）可以控制到达其所连接房屋的电网电量。还可以对安装在不同家庭中的PINE系统进行编程，以使其相互之间以及与配电操作员进行通信。

研究人员在电气与电子工程师协会的《新兴与电力电子学精选期刊》上发表了有关其工作的研究报告。

为了测试PINE及其创建符合研究人员想象的功能的网络的能力，他们构建了设备原型，并使用大量的计算机模拟来创建一个方案，说明它如何在混合社区中工作，其中有些房屋装有PINE系统，而有些房屋则没有。

测试表明，使用PINE系统的房屋具有更清洁、稳定的电压。从这些家庭在电网级别注入的电压也很稳定，因为PINE系统也在对此进行调节。

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