德克薩斯州A＆M研究人員在計算機模擬中設計并測試了帶有太陽能的房屋和未經設計的房屋的混合鄰域，以測試新型智能能源設備。空心圓圈表示房屋擁有PINE設備及其相關系統的節點。深色實心圓圈是房屋沒有PINE的節點。所有房屋都從電網獲得能量。

研究人員開發了一種新的智能設備，可以通過改善電網與住宅太陽能系統之間的流量和能量控制，幫助房主減少對電網的依賴。

德克薩斯農工大學的一個團隊設計了一種智能設備，可以幫助改善居民點太陽能系統和電網之間的能量傳遞。

該設備稱為網絡邊緣的電力電子智能設備（PINE），旨在幫助房主和公用事業公司以經濟高效的方式控制能源分配。

一位研究人員稱該設備為“智能能源路由器”，它可以幫助控制電網與人們在家中設置的任何太陽能電池板配置之間的能量流，以確保不會丟失或浪費能源。

德州農工大學電氣與計算機工程系模擬工程教授Prasad Enjeti說：“它可以調節電網電壓，集成本地生產的太陽能，并智能地管理和引導各個方向的能源。”

支持能量流

在過去的十年中，太陽能電池板的成本有所下降，因此，這是一種經濟高效且可再生的方式，可為人們提供住房電力。這激發了使用屋頂太陽能電池板的住宅系統的更廣泛的安裝和使用。

這些系統通常在電能準備好用于住宅使用之前，將面板中的能量輸入逆變器，并對太陽能備用電池進行充電。另一組電力電子設備通常將太陽能電池板和電池連接回電網。

盡管這些常規系統可以為家庭提供可再生電力，但是它們也具有一些明顯的缺點，特別是因為只要它們正常運行就一直與電網連接。

研究人員說，問題之一是由于電力線損壞或過載造成的電網電壓波動會影響家庭中連接的設備。從太陽能家庭注入電網的電流可能存在某些不規則現象，即諧波，會影響電網的電能質量。

另一個問題是，公用事業公司不能做太多事情來限制太陽能家庭所消耗的電網電量。 Enjeti說，當自然災害發生時，當其他社區或基本服務（如醫院）需要能源支持時，這種缺陷可能會帶來風險。

他在新聞稿中說：“目前，尚無調節或限制能源消耗的系統。” “使用太陽能系統的最終用戶繼續從電網汲取電力，因為公用事業公司無法對其進行控制。”

接通電源

PINE可能可以用來解決這些問題。該設備可以安裝在房屋外，以簡化住宅太陽能系統與電網之間的連接。 PINE具有三個主要連接：一個連接到家庭，一個連接到公用電網，另一個連接到太陽能電池板和電池，并且可以控制這些方向中任何一個的電流。

Enjeti說，可以對該設備進行編程，以便授權的外部用戶（例如公用事業公司）可以控制到達其所連接房屋的電網電量。還可以對安裝在不同家庭中的PINE系統進行編程，以使其相互之間以及與配電操作員進行通信。

研究人員在電氣與電子工程師協會的《新興與電力電子學精選期刊》上發表了有關其工作的研究報告。

為了測試PINE及其創建符合研究人員想象的功能的網絡的能力，他們構建了設備原型，并使用大量的計算機模擬來創建一個方案，說明它如何在混合社區中工作，其中有些房屋裝有PINE系統，而有些房屋則沒有。

測試表明，使用PINE系統的房屋具有更清潔、穩定的電壓。從這些家庭在電網級別注入的電壓也很穩定，因為PINE系統也在對此進行調節。