Ansøgninger

Et mikrogrid er en decentraliseret gruppe af strømkilder og forbrugere, der normalt opererer forbundet med og synkronisert med den traditionelle bredområdige synkroniserede grid, men kan afbryde forbindelsen til "ø-tilstand" – og fungere autonomt som fysiske eller økonomiske vilkår kræver det. På denne måde kan et mikrogrid effektivt integrere forskellige kilder af fordelt generation (DG), især Vedvarende Energi Kilder (RES) - vedvarende elektricitet, og kan levere nødstrom, skiftende mellem ø- og forbundet tilstand.

Der findes mange typer mikrogrids. Udgående fra anvendelser og størrelser kan de klassificeres som Campus Miljø/Institutionelle Mikrogrids, Fællesskabs Mikrogrids, Fjerne Omkring-fri Mikrogrids, Militær Basis Mikrogrids og Handels- og Industrielle (C&I) Mikrogrids. I forhold til elektriske strukturer inkluderer de AC mikrogrids, DC mikrogrids og hybride AC/DC mikrogrids.

Et mikrogrid er i stand til at fungere i netforbundet og selvstændig tilstand og håndtere overgangen mellem de to. Mikrogrids giver et valgmulighed for at afbalancere behovet for at reducere kulstofudslip fra samtidig med at fortsætte med at levere pålidelig elektrisk energi i tider, hvor vedvarende energikilder ikke er tilgængelige. Mikrogrids giver også energisikkerhed og forkorter strømnedbrydningstid i tilfælde af alvorligt vejr og naturkatastrofer.

Microgrids og integration af fordelt energikilde (DER) enheder introducerer generelt en række driftsmæssige udfordringer, der skal løses. To-vejs strømflod og stabilitetsproblemer er de to vigtigste. Interaktioner mellem fordelte energiproduktionsenheder kan skabe lokale oscilleringer, hvilket kræver en grundig analyse af stabiliteten ved små forstyrrelser. Desuden kan overgangsaktiviteter mellem netansluttet og selvstændig (isoleret) drifts Tilstand i en microgrid skabe midlertidig ustabilitet. Nylige studier har vist, at direktestrøms (DC) microgrid-grænseflade kan resultere i en meget enklere kontrolstruktur, mere energieffektivt distribution og højere strømførtningsevne for de samme ledningskapaciteter.

En typisk hybrid-microgrid-struktur[1]

En typisk hybrid-mikrogrid har strukturen som vist ovenfor. De centrale komponenter i mikrogrid'en er toretning AC/DC og DC/DC-konvertere. Af sikkerheds- og pålidelighedsgrunde skal konverterne isoleres, så ingen last eller energikildefejl vil sprede problemet til styrkeline/nettet.

To-retnings Dual Active Full Bridge Konverter

PV til DC-net Konverter

2-niveau To-retnings AC/DC Konverter

De fleste netforbundne AC/DC og DC/DC-konvertere skal fungere med toretningset energiflow, hvilket kræver et skiftedevice, der fungerer som en aktiv skakling i én energiflodedirektion, men skal opføre sig som en diode eller synkron MOSFET i den anden energiflodedirektion. SiC MOSFET'er, med næsten nul omvendt genopretningsdiode, er en ideel valgmulighed i disse anvendelser, især for hårdskiftetopologier. For de toretnings tre AC/DC-konvertere gælder det ikke længere for Vienna-topologien. 2-niveautopologien med tre-fase AC/DC bliver en foretrukken valgmulighed på grund af dens enkelhed. SiC MOSFET'er gør ikke kun mange toretningstopologier mulige inden for dette ansvarsområde; deres fremragende skifttegn gør løsningerne mere effektive, kompakte og endda billigere med yderligere reduktion af SiC-priserne.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero „Strømledningsanalyse for droop-kontrollerede LV-hybrid AC-DC-mikronet med virtuel impedans,“ 2014 IEEE PES Generalforsamling | Konference & Exposition