家庭和农场的供电可靠性

下次开车经过家、农场或公司时，请注意。您会注意到到处都有小型的绿色公用设施箱。它们是配电变压器。如果它们不能正常工作，电流就不会流到您的灯和电器。

这些箱子从输电线路上接收几千伏的电能(即高压，以数千伏为单位)并将其降至更安全、实用的 120 伏或 240 伏，为我们的日常生活供电。

“公用事业公司有很多这样的设备，”爱荷华州立大学电气与计算机工程教授赵宇王 (Zhaoyu Wang) 表示。“大多数设备只为 2 到 10 个客户供电。”

例如，根据艾姆斯市电力部门的数据，该市人口约为 66,000，电网中拥有约 5,500 台配电变压器，为大约 29,000 名客户提供服务。

这些都不是智能设备。没有安装任何传感器，无法让公用事业公司知道是否存在任何问题。公用事业公司习惯于储存大量这样的箱子，每个箱子的价格为 1,000 到 2,000 美元。

但这不再是一个好的选择。电箱的成本已经增加了两倍。电箱的订单积压已久。而且，随着我们越来越依赖电力来运行车辆、热泵、工具和设备，电箱变得越来越超载和过热。

王先生说：“配电变压器的温度每次升高，变压器箱体的使用寿命就会缩短。”

王先生有一个解决这种倦怠问题的方法，根据他的研究总结，这种方法可以帮助公用事业公司从管理配电变压器的“被动&luo;故障-修复&ruo;循环”转变为“主动&luo;监控-预测-维护&ruo;循环”。这种方法可以最大限度地减少服务中断，同时提高配电可靠性和弹性，并降低电网资本和运营成本。

为您提供更可靠的电网

电力办公室最近宣布了一项 750 万美元的计划，用于支持八个使用数据和传感器技术提高电网可靠性和弹性的研究项目。

该计划为王和他的同事提供了为期三年、总额为 100 万美元的资助，以支持他们在配电变压器方面的工作。该项目的其他联合负责人包括爱荷华州立大学电力研究中心主任安妮·金伯 (Anne Kimber) 和电气与计算机工程助理教授白翠。

项目合作伙伴还包括科罗拉多州的国家可再生能源实验室、林恩县(爱荷华州)农村电力合作社、锡达拉皮兹(爱荷华州)公用事业公司、全球能源公司 AES 公司以及全球电网管理解决方案提供商 SparkMeter 公司。

研究人员和合作伙伴将共同开发一个数据驱动系统，监控配电变压器的负载，并让公用事业公司实时了解哪些箱子需要检查以及哪些箱子可能需要升级或更换。

那么，当配电变压器从未产生任何数据时，研究人员如何能提出一个数据驱动的系统呢?

王先生说，许多与配电箱相连的家庭和企业都装有智能电表。这些电表每 15 分钟就会向公用事业公司报告一次能源消耗和电压。

“如果我知道这一点，我就可以每 15 分钟获取一次配电变压器的负载信息，然后估算工作温度，”王说。“这使我们能够估算退化和剩余使用寿命。然后我们可以提供配电变压器的排名以供评估。”

机器学习技术将分析数据，间接确定电网配电变压器的健康状况。

王表示，该系统将依托 SparkMeter 的人工智能驱动的 Praxis 平台，并集成到其商用的 GridScan 产品中，使公用事业公司可以随时获得数据监控和分析。

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