工程师开发工具以在停电期间分享来自可再生能源的电力

如果您认为在停电期间可以使用屋顶上的太阳能电池板为家庭供电，请再想一想。在停电期间，当您的房屋仍然连接到电网时，出于安全原因，管理太阳能电池板的设备会断电。换句话说，这种与电网的永久连接使房主无法利用他们自己的可再生能源产生的电力。

加州大学圣地亚哥分校的一个工程师团队希望改变这种状况。他们开发了一些算法，通过战略性地将这些设备(称为太阳能逆变器)从电网中断开，家庭可以在停电期间使用和共享来自可再生能源的电力。该算法与现有技术配合使用，可将系统可靠性提高25%至35%。研究人员在他们在华盛顿州西雅图召开的美国控制会议上发表的一篇论文中详述了算法及其应用。

“我们受到启发，在飓风桑迪影响了东海岸的800万人并且在没有电力的情况下长达两周之后，在停电期间开始研究使用可再生能源的方法，”Abdulelah H. Habib博士说。加州大学圣地亚哥分校的机械工程专业和该论文的第一作者。

短短几个小时没电就会对产品和收入造成巨大损失。每年有700万客户遇到停电。持续时间超过5到10分钟的客户每年花费超过800亿美元。

算法如何工作

这里的创新是算法能够在停电期间优先考虑来自可再生资源的电力分配。这些方程式考虑了太阳能和风力发电的预测以及可用的能量存储量，包括电动汽车，电池等。该算法将该信息与居民预计使用的能量以及一组住宅可产生的能量相结合。

该算法还可以被编程为包括基于不同参数的优先级函数。例如，愿意支付更多费用的客户可以在停电期间优先获得电力。或者，在正常运行期间产生的能量超过其产生的能量的客户在停电期间不会失去动力。更重要的是，该算法可以优先考虑急需电源的客户，因为他们使用生命支持设备。

硬件和存储

研究人员调查了哪种能量存储配置最适合他们的算法。虽然每个家庭都有能量存储系统可以实现最佳性能，但大多数客户更愿意共享社区规模的存储系统，从而大幅降低成本。

加州大学圣地亚哥分校机械工程教授，该论文的高级作者之一雷蒙德·德卡拉丰说：“连接在一起的房屋在停电期间更具弹性。” “他们对价格波动也更有弹性。他们可以更好地分享资源，并使每个房子受益。”

这些算法适用于现有技术，但它们要求每个家庭都配备可以远程控制的断路器 - 而这些设备尚未普及。公用事业公司还必须安装先进的通信方法，使住宅群中的电力系统能够相互通信。

此外，所有带太阳能电池板的家庭都配备了逆变器，可将面板产生的直流电转换为可在电网上循环的交流电。这些是所谓的“网格跟踪”设备，因为它们只能连接到网格。为了将一组房屋聚集在一起，每个房屋都需要配备一个“网格形成”逆变器，可以连接到其他住宅的类似设备。

下一步

接下来的步骤包括在实验室中显示系统是可靠的，在循环中显示软件和硬件。最后，法规必须在全国范围内改变。在大多数州，不允许个别房主向其他住宅业主出售电力。在新法规出台之前，研究人员指出，该技术还将使配备可再生能源的企业受益，这些企业需要恒定的电力并且没有备用发电机。