一項使用復雜計算模型的新研究發現，智能固態變壓器（SSTs）可以用來制造穩定、可靠的“智能電網”——讓配電系統將可再生能源從家庭和企業輸送到電網。
 
一個智能電網可以處理電力的想法不僅從電力公司流向我們的家，而且從我們的家回到電力公司已經存在了多年。除其他好處外，這種電網將改善可再生能源和儲存的有效利用。但是，到目前為止，智能電網主要是概念性的。新的研究表明，它可以在不久的將來利用已經存在的技術從概念轉向現實。關鍵技術是SST。
 
變壓器存在于變電站和較大電網內的配電點。傳統的變壓器將電力線路中使用的高壓功率轉換為較低的電壓功率，可以在家庭和企業中安全使用。
 
2010年，美國北卡羅來納州立大學國家科學基金會FREEDM系統中心的研究人員為第一臺SST揭幕。該系統不僅實現了傳統變壓器的所有功能，還可以根據需要重新定向供電，以應對供需變化。
 
“SST是智能電網概念中的一個基本組成部分，”ABBN C州電氣和計算機工程杰出教授、FREEDM中心主任Iqbal Husain說。“它可以降低家庭和企業使用的電壓，但也可以提高太陽能電池板或其他住宅規模的可再生能源的電壓，以便將電力反饋到電網中。
 
“而且，由于SST是一種智能技術，它可以根據需要在這兩種功能之間來回切換，”Husain說。
 
這個想法是讓這些SSTs在整個較大的電網中共同工作，以有效地協調電力分配。
 
“我們知道單個SSTs是如何工作的，但自2010年以來的問題是它們如何作為微電網的一部分工作——以及這些微電網如何在更大的網格背景下工作，”NC State的電氣和計算機工程副教授、該論文的合著者Aranya Chakrabortty說。“這不是電力行業所能承受的錯誤，我們需要確保這一概念提高效率——因此值得投資——而不會對電網的穩定性和可靠性造成不利影響。”
 
為此，研究人員開發了一個復雜的模型，模擬了配電系統的行為，包括SST、可再生能源和儲能。該模型是可伸縮的，因此可以用來預測任意大小的配電系統的行為。
 
查克拉博蒂說：“使用這個模型，我們發現SST可以極大地增強明天電網的功能。”不過，需要維持某些業務界限。
 
基本上，系統設計人員和操作人員需要確保系統在每一級都考慮到客戶的電力需求、可再生能源發電和能源儲存能力，以避免提供太多或太少的電力。
 
侯賽因說：“應對這一挑戰是SST設計解決的問題之一。“現在我們知道網格將更好地使用SST，我們的下一步是開發必要的算法，使SST做出必要的秒決策，使系統保持在其操作范圍內-這是我們已經在努力的。我們計劃在不到一年的時間內，并希望在未來六個月內展示這一能力。