工程师让我们的电网变得更加智能, js345线路检测
js345线路检测
詹妮弗·蒂德博尔
js345线路检测是一个广泛的跨国网络，产生, 传输和分配电力.
只需按一下开关即可. 灯亮. 关灯. 但正如堪萨斯州立大学js345线路检测研究人员会告诉您的那样, 这不仅仅是简单地按一下开关那么简单. 生成有多个步骤, 在整个电网中传输和分配电力以使电灯开关工作.
最近人们对可再生能源的兴趣激增意味着js345线路检测, 或js345线路检测, 必须适应并现代化. 来自的研究人员 卡尔·R. 冰js345线路检测学院 在让js345线路检测变得更加智能方面发挥着关键作用. 由以下机构资助的多个研究项目 U.S. js345线路检测部， js345线路检测, 行业和其他合作伙伴致力于让我们的电网变得更加智能, 更稳定js345线路检测.
“K-State 致力于成为电力和js345线路检测系统及其相关网络物理安全领域的国际领导者,”唐·格伦巴赫说, 乔治·J. 和爱丽丝 D. 费德勒杰出主席和主席 迈克·威格斯电气与计算机js345线路检测系.
“我们系近50%的本科生和研究生专注于电力领域. 我们在改善电网的电力js345线路检测教育和研究方面拥有悠久的历史.”
js345线路检测是一个广泛的发电机网络——包括水坝, 发电厂, 太阳能发电场和风力发电场，以及在全国范围内传输和分配电力的变电站和输电线.
专家表示，当前的基础设施已经过时，容易出现故障, 停电和网络攻击. 随着我们拥有更多电动汽车，事情会变得复杂, 更多智能建筑和js345线路检测中更多可再生能源. 我们添加的设备越多, 当前的基础设施响应瞬态性变得越困难, 这可能会导致问题.
解决方案可能来自几个专注于js345线路检测现代化的 K-State 项目.
js345线路检测的边缘
Bala Natarajan 研究太阳能如何使js345线路检测变得更智能、更有弹性。
实现js345线路检测现代化的一种方法是使其变得更加智能. 智能js345线路检测具有态势感知能力，能够快速响应问题, 例如黑客攻击的漏洞.
堪萨斯州电气和计算机js345线路检测研究人员团队正在使用 三年, .美国800万补助金.S. js345线路检测部太阳能技术办公室 研究太阳能如何使js345线路检测更智能、更有弹性, 特别是在网络攻击方面. 这是太阳能办公室向堪萨斯州大学提供的第一笔拨款.
“公用事业公司肯定有兴趣以智能方式管理这种电网演变，并确保它不会影响客户,”巴拉·纳塔拉詹说, 项目负责人与克莱尔·N. 帕尔默和萨拉·M. 帕尔默电气js345线路检测学教授. “有了电网, 有一个实际的 物理js345线路检测, 但要聪明, 你需要网络物理学家 其上处理信息的系统.”
网络物理系统包括一系列通过网络进行通信并共同行动的传感器和控制组件. 该项目的研究人员正在开发监控js345线路检测的方法，以便js345线路检测知道如何应对. 例如, 如果自然灾害导致80%的js345线路检测停电, 智能js345线路检测可以通过将剩余 20% 的电力转移到关键建筑物来做出响应, 例如医院.
“如果你看看js345线路检测, 这是一个已经存在多年的基础设施,”纳塔拉詹说, 也是 Steve Hsu Keystone 研究学者. “它已经发生了很多变化，并将继续发展, 尤其是在网格边缘.”
网格的边缘出现在客户与网格交互的家庭层. 这也是最有可能发生网络攻击的地方, 纳塔拉詹说. 黑客可以通过电动汽车充电站或房主的太阳能电池板系统进入整个js345线路检测系统. 随着越来越多的房屋和企业采用可再生能源，风险也会增加.
Natarajan 和团队正在开发在网格边缘获取态势感知的新方法. 这些新颖的方法和相关算法可以集成到现有系统中，以监控整个js345线路检测的电压问题, 即使网格边缘测量最小.
“未来十年, 网络安全问题将会很严重,”吴宏宇说, 参与该项目的助理教授、Michelle Munson-Serban Simu Keystone js345线路检测学者. “当我们对系统进行现代化改造时, 我们有越来越多的沟通，让系统变得更加智能, 但是, 另一方面, 我们有更大的区域可供攻击者利用来造成破坏.”
研究团队正在通过移动目标防御来提高网络安全, 可以轻松检测并转移网络攻击. 参与该项目的其他电气和计算机js345线路检测教员包括 Behrooz Mirafzal, 副教授、Michelle Munson- Serban Simu Keystone 研究学者, 和阿尼尔·帕瓦, 大学杰出教授和 Logan-Fetterhoof 杰出教授主席.
Natarajan 和 Wu 也收到了 480 美元,000 美国国家科学基金会拨款开发建模工具和框架，帮助电力系统运营商平衡js345线路检测与可再生能源, 电动汽车和活跃的消费者.
可js345线路检测且现有
刘学波js345线路检测, 左, 和吴宏宇看看他们开发的智能家居能源管理系统.
太阳能电池板, 电动汽车充电站和其他分布式能源正在动态改变js345线路检测的结构. 在电力传输和分配方面，这可能具有挑战性，因为电压必须设置在一定的限制内.
另一个问题是可再生js345线路检测很难预测. 以堪萨斯州的天气为例. 有一天风电场可能会刮大风并产生风能, 但第二天可能会完全平静. 类似, 太阳能电池板的几天晴朗天气之后可能会出现几天多云的天气.
解决此问题, 吴正在研究js345线路检测的能源管理，并开发在天气不配合的日子里存储和转移能源负荷的方法.
关键是以经济高效的方式进行这些改进, 这就是 Mirafzal 的用武之地. 他正在开发自学习电力电子设备，可以作为可再生能源和js345线路检测之间的接口.
这是一种融入绿色技术的绿色方法：利用js345线路检测已有的技术并加以改进.
Wu 还为一个名为 FEWtures 的大型多机构合作项目贡献了他的js345线路检测管理专业知识, 专注于食物, 农村社区的js345线路检测和水需求.
跨学科项目结合自然资源造福农村城镇, 农民和牧场主. js345线路检测人员正在提取三种成分——空气中的氮气, 来自风的能量和来自水的氢——并将它们结合起来制造氨. 当不需要氨中储存的能量时, 它可以在粮食生产中用作肥料.
Wu 领导 K-State 电气js345线路检测优化捕获风的生产. 国家科学基金会正在资助这项为期五年的研究, 涉及四所大学：K-State, 堪萨斯大学, 华盛顿州立大学和西新英格兰大学.
其他参与的堪萨斯州立大学研究人员包括 Vincent Amanor-Boadu, 农学院农业经济与管理教授; 乔纳森·阿吉拉尔, 花园城西南研究推广中心的生物和农业js345线路检测副教授以及堪萨斯州研究和推广专家; 和詹姆斯·布拉德古德, 工商管理学院管理学教授.
纳米js345线路检测
贝鲁兹·米拉夫扎尔, 中心, 与博士生 Fahjs345线路检测d Sadeque 一起查看信号数据, 左, 和约瑟夫·本扎昆.
增强现有能源基础设施可靠性和安全性的另一种方法是将js345线路检测集群为智能纳米js345线路检测, 即使没有公用设施连接也可以运行.
在另一个项目上, K-State 研究人员正在研究集群js345线路检测的概念，将大规模js345线路检测划分为可管理的js345线路检测, 更小的纳米网格. 纳米网格可以包括单个建筑物或组合在一起的多个建筑物. 每个纳米网格可以独立工作，同时与其他纳米网格通信, 这些纳米网格集成在一起形成了更大网络的一部分.
此类联网js345线路检测是国家优先事项，因为它们能够抵御自然灾害, 抵御攻击, 以环保的方式实现可持续且经济实惠, 米拉夫扎尔说.
“基于网格的网络作为未来城市的基础设施具有巨大的潜力, 但也适用于一系列其他应用,”米拉夫扎尔说. “我们正在研究如何确保电力供应并在重要地区使用, 例如医院, 如果发生网络攻击或自然灾害，我们如何在不连接js345线路检测的情况下提供电力以确保安全.”
Mirafzal 领导了一项为期两年、金额超过 600 美元的资助,000 来自国家科学基金会重大研究仪器计划，用于开发纳米网格测试台. 参与该项目的其他研究人员包括吴; 法里巴·法塔赫, 电气与计算机js345线路检测助理教授; 和乔治·阿马鲁凯, 计算机科学副教授、Michelle Munson-Serban Simu Keystone 研究学者.
Mirafzal 和团队正在js345线路检测大厅建造纳米网格测试台. 此测试台和构建智能纳米电网所需的电力电子设备可以与附近的智能设备通信并识别安全风险.
未来的js345线路检测
康考迪亚附近 Meridian Way 风电场的js345线路检测涡轮机
堪萨斯州js345线路检测研究智能电网技术, 项目成功的关键是与使用项目的公司和组织合作. 大学项目涉及国家可再生能源实验室等组织, 中西部能源, Enphase 能源公司., 甲骨文美国公司. 和台风 HIL Inc.
科罗拉多州国家可再生能源实验室正在建造一个大型公用事业测试台，以量化大学开发技术的实用性. 中西部能源, 位于海斯的能源合作社, 正在提供真实世界的数据，以便堪萨斯州立大学的js345线路检测人员能够js345线路检测与太阳能相关的发展, 电动汽车充电等分布式发电.
随着电网从简单的输送网络转变为同时具有发电源和负载的复杂网络，K-State 和 Midwest Energy 之间的合作对于解决全系统挑战非常重要, 比尔道林说, Midwest Energy js345线路检测和能源供应副总裁.
“Midwest Energy 认识到使用公用事业公司的配js345线路检测络为客户提供服务的方式正在发生根本性变化,”道林说. “屋顶太阳能等分布式资源的引入以及电动汽车充电新负载的扩展推动了对来自配js345线路检测络各个点的更详细和连续数据的需求. 我们与堪萨斯州立大学的合作非常重要，因为像 Midwest Energy 这样的公用事业公司需要在配电系统不断发展的过程中对其保持可靠和安全的控制.”
此类大学与行业合作是发展未来js345线路检测的关键, 米拉夫扎尔说.
“js345线路检测希望变得更聪明, 未来城市的电力弹性更强、效率更高,”米拉夫扎尔说. “js345线路检测正在解决社会在建设这些智慧城市时面临的一些挑战.”
风和劳动力
沃伦·怀特, 右, 和学生 Tyler Rodvelt 测试js345线路检测涡轮机设计.
智慧城市的关键是可再生js345线路检测系统, 如风, 这是该州最丰富的自然资源之一. 堪萨斯州不行. 1 风能产量占总发电量的比例, 根据美国风能协会. 2018 年, 风力发电量 36.全州总电量的4%.
风力发电长期以来一直是堪萨斯州的优先事项. 2018 年, 该大学与当时的 Westar Energy（现为 Evergy）签署了一项购电协议，通过附近的风电场为曼哈顿校区提供约 50% 的js345线路检测需求. 该协议为大学节省了近 200 美元,000 每年.
“该州的风能正在增长,”沃伦·怀特说, 艾伦·莱文机械与核js345线路检测系副教授. “可再生能源是一个新兴行业，我们需要一支受过教育的劳动力来在该行业工作.”
怀特自己的js345线路检测重点是风力涡轮机的机械设计, 他还致力于通过 Wildcat 风力发电团队帮助学生做好在堪萨斯州风力行业工作的准备.
竞赛设计团队包括 30 名js345线路检测系学生，他们每年参加大学风竞赛, 由美国赞助.S. 能源部. 堪萨斯州立大学的学生很成功, too：他们在 2018 年比赛中获得第三名，在 2017 年获得第二名. K-State 队被选为参加 2022 年比赛的 11 个小组之一.
每场比赛, 学生设计, 测试并建造小型风力涡轮机并为其制定商业计划. 他们还在js345线路检测大厅地下室的小型风洞中测试了他们的设计. 最近该团队还与工商管理学院的学生合作研究购电协议中的最佳风力涡轮机策略.
这段经历为堪萨斯州立大学的学生提供了未来职业所需的js345线路检测技能和知识, 白说.
“我们希望为堪萨斯州准备一支劳动力队伍，以便人们在获得学位后留在该州,”白说. “我们正在努力阻止人才流失，并改善我们州的可再生js345线路检测.”