A kérelmek

A mikroháló egy decentralizált csoport elektromos energiaforrásokból és terhelésekből, amely általában kapcsolódik és szinkronban van a hagyományos, széles körű szinkron hálóval, de képes arra is, hogy leválasdjon az 'szigeti üzemmódba' – és önállóan működjön akkor, amikor fizikai vagy gazdasági feltételek írnak rá. Ezen módon a mikroháló hatékonyan integrálhatja a különböző forrásokat a decentralizált generáció (DG) között, különösen az Ernevelhető Energiaforrások (RES) - ernevelhető elektricitás esetében, és biztosíthat sürgősségi energiat, váltva az szigeti és csatlakoztatott üzemmód között.

Sokféle típusú mikroháló létezik. A felhasználásuk és méreteik alapján osztályozhatók campus környezetű/intézményi mikrohálókba, közösségi mikrohálókba, távoli offline mikrohálókba, hadimainős bázis-mikrohálókba és kereskedelmi és ipari (C&I) mikrohálókba. Az elektromos szerkezetük tekintetében tartalmaznak AC mikrohálókat, DC mikrohálókat és hibrid AC/DC mikrohálókat.

A mikroháló képes hálócsatlakozó és önálló módokban működni, valamint kezelni a két közötti átmenetet. A mikrohálók egy lehetőséget kínálnak a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének és az elektricitás folyamatosan biztosított ellátásának egyensúlyozására azon időszakokban, amikor nem veszélyesek a megújuló energiaforrások. A mikrohálók továbbá biztosíthatják az energia-biztonságot és rövidítik a villámásválságok idején és a súlyos időjárások és természeti katastrofák esetén bekövetkező villámásállomás idejét.

A mikrohálók, és általában a decentralizált energiatermelő (DER) egységek integrálása számos működési kihívást vet fel, amelyeket meg kell oldani. A kétirányú energiafolyamatok és a stabilitás problémái a legfontosabbak között szerepelnek. A decentralizált energiatermelő egységek közt fellév interakciók helyi rezgéseket okozhatnak, amelyek egy részletesebb kis zavar stabilitás-analízist igényelnek. Továbbá, a mikroháló hálózati és önálló (szigetmodusz) működési üzemmódok közötti átmenetek instabilitást eredményezhetnek. Legutóbbi tanulmányok szerint a direkttájós (DC) mikroháló interfész jelentősen egyszerűbb vezérlési struktúrát, hatékonyabb energiaosztást és nagyobb áramtartalékot ugyanazon vonalminőségeken biztosít.

Egy tipikus hibrid mikrohálóstruktúra[1]

Egy tipikus hibrid mikrohálózatnak az a struktúrája, amit fent láthatunk. A mikrohálózat központi összetevői a kétirányú AC/DC és DC/DC konverterek. Biztonsági és megbízhatósági okokból a konverterek elválasztva (isoláltak) kell legyenek, hogy egyes terhelési vagy energiatartalékos hibák ne terjedjenek át a hatótörzsre/hálózatra.

Kétirányú Dual Active Full Bridge Konverter

PV to DC Hálózat Konverter

2-Szintű Kétirányú AC/DC Konverter

A legtöbb hálózathoz kapcsolt AC/DC és DC/DC konverternek kétféle irányú energiaáramlásban kell működniük, amely egy kapcsolót igényel, amely az egyik energiaáramlási irányban aktív kapcsolóként szolgál, de a másik irányban diódaként vagy szinkron MOSFET-ként működik. A SiC MOSFET-ek, amelyeknek majdnem nulla visszafutási helyreállítási testdiódja van, ideális opció ezekben az alkalmazásokban, különösen a kemény kapcsolású topológiák esetén. A kétféle irányú háromfázisú AC/DC konverterek esetében a Vienna-topológia már nem érvényes. A 2-szintű háromfázisú AC/DC topológia egyszerűsége miatt válik a kedvelt választássá. A SiC MOSFET-ek nemcsak lehetővé teszik sokféle kétféle irányú topológiát ezen az alkalmazási területen, hanem a szupériumos kapcsolási jellemzőikkel a megoldásokat hatékonyabbá, kompaktabbá és akár olcsóbbá teszik a további SiC ár csökkenése miatt.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero: „Tömegvezérléses LV hibrid AC-DC mikrohálzatok áramfolyamat elemzése virtuális.impedanciával,” 2014 IEEE PES Általános Találkozó | Konferencia és Kiállítás