中压变换器：电网变压器的高性价比替代方案
电力电子内部消息
中压变换器可能提供更实惠高效方式将电力从电厂输送到家庭企业。NREL新测试平台可助推这些前景技术。（图片来源：Josh Bauer, NREL）
电网扩容与灵活性需求
为实现从车辆到供暖系统再到灶台的全面电气化，美国电网必须扩容约57%并变得更灵活。太阳能和风能是最可能主导未来清洁能源电网的可再生能源。但它们主要位于远离需求中心的偏远地区，给输电系统带来负担。
过去四年，NREL团队建立测试平台研究背靠背中压（1kV至35kV）变换器，可用极小重量和成本替代中压变压器。
"这是种新型设备，为公用事业管理配电系统开辟全新方式。"——Barry Mather，NREL研究员
"若系统内有此额外设备，可接入更高水平分布式能源。"
美国电网特点与变换器优势
"美国电网有点独特。中压配电延伸到离客户很近。"中压馈线将电力送到局部变压器，降至标准家用208/120伏。"——Mather
假设树枝倒在电线上切断社区供电。今天，公用事业工人可在变压器开合开关将邻近线路电力调入中断线路，修复树枝时恢复部分供电。但若用背靠背变换器替代变压器，电力可自动重定向，缩短停电时间。
电力共享不只在紧急情况有益。如今许多屋顶太阳能板必须先转低压再转中压。用中压变换器，该能源可省去不必要环节。
"有点像配电系统间电力套利。允许缓解分布式资源特别是太阳能的许多影响。"——Mather
简而言之，中压变换器可帮助公用事业安全控制电力在本地电网如何流动。这有助于让未来清洁能源电网既有韧性又可靠。
测试挑战与进展
中压变换器仍属相对新技术。必须广泛测试确保效率、成本、安全足以引入美国电网。
但构建研究不易。"启动、运行、关闭程序清单反复重写。"——Ramanathan Thiagarajan，NREL研究工程师。
NREL测试平台构建了可受益于中压变换器电力系统复制品。安全——对人员也对原型——是团队首要任务。整个测试平台约占城市公交车大小空间，用黑色围栏围合。
学术合作伙伴制造一原型：10千伏碳化硅基电力变换器，设计背靠背与孪生件工作。研究者准备将原型接入电网复制品时，逐步提升电压至中压范围。原型太珍贵（昂贵）不能冒电压浪涌损坏风险。
"我们达到了5千伏范围。数字不大，但比任何人操作电压都高。"——Mather
下一步计划开放测试平台研究中压设备如何帮助电网适应或依赖氢能作为另一清洁能源。NREL团队也希望在全新设施达到更高电压。"中压功率变换总体看日子临近。我们将看到越来越多应用和感兴趣的人。"——Mather
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