未来智能变压器如何调控电流来让电网稳定可用

世界在进步，那是因为人类的文明在进步，是的，处在文明辉煌时代的我们，永远也忘不了那些伟大的名字：“牛顿、爱迪生、毕升、蔡伦、贝尔……”，这些名字是人类的骄傲，我们相信文明的车轮永远也不会停息，因为我们拥有伟大的梦想，夜晚，当我们仰望星空时，那无尽的浩瀚，是否让你感到心悸和激动。

在一个布满电线以模拟一个居民区的实验室中，阿历克斯·黄（Alex Huang）正在尝试为其重新构建一个更像是互联网的电力网——电力不是从一个中心电站输出到各个点，而是从好几个不同位置的电源智能变压器如何调控电流来让电网稳定可用。输出，并挑选最为合适的路径到达用电处。最终，北卡罗来纳州立大学的电力工程教授阿历克斯·黄重新设计的变压器能够即时降低电压，将其分配在整个居民区中，以适用于家庭和办公室。

他的新变压器可以让电网轻松应对超出它设计承载能力的情况，例如为大批量的电动车充电，从家用太阳能板中接入额外的电流。家庭与商业用智能电表可以提供电流的细粒度信息，但是对电流的精细控制同样重要。这不仅仅是出于让电网稳定的考虑，也可以更好地平衡电力供给与需求，减少电力波动，也就减少了必备的保证电力供应的电厂数量。“在电网与家庭用电之间我们需要一种全新的设备来提供缓冲，以让电网保持稳定而不必顾及家庭用电的起落，”阿历克斯·黄说。传统的变压器只能处理交流电，如要改变电流走向，则需手动调整或依靠大型的机电开关，黄教授的期望是研发一种紧凑型变压器，像处理交流电那样处理直流电，并可以电动控制，这样便可对电力供应和需求的波动进行即时反应。

例如，如果一位邻居将他的电动车接上了交流电源，变压器便做出反应，从其他邻居的太阳能板上接通不用的直流电来为其充电。为了造出这样一个变压器，从 2008年开始，黄教授对能够应对数千伏高压的晶体管及其他半导体设备进行了研究，主要是在北卡罗来纳州立大学建立了未来可再生电力传输与管理系统中心（Future Renewable Electric EnergyDelivery and Management SystemsCenter）。他的第一个变压器采用硅基元件，但是硅在大量的高压电力下很不可靠，因此阿历克斯·黄开创性地使用硅 -碳化合物（SiC）或镓 - 氮化合物（GaN）半导体为基础元件，使其在高压电力下应用更为可靠。

他期望在两年内做出一个测试版本的硅 - 碳变压器，并在五年内做出能够进行实用测试的设备。阿历克斯·黄的变压器将能够为电网连接上太阳能板或电动车，简便得就像给电脑连接一个数码相机或打印机。只要小型的清洁电力源能够成为电网的一个组成部分，便能够减低我们对化石燃料的依赖。他说：“当许多许多我们所希望的可再生、可持续能源的小型发电机累积到一定程度，其对社会的真正益处便会体现出来。”――大卫·弗里德曼

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