Aplikasi

Sebuah mikrogrid adalah kelompok terdesentralisasi dari sumber daya listrik dan beban yang biasanya beroperasi terhubung dan sinkron dengan grid tradisional area luas, tetapi juga dapat terputus ke "mode pulau" — dan berfungsi secara mandiri sesuai kondisi fisik atau ekonomi yang menentukan. Dengan cara ini, sebuah mikrogrid dapat secara efektif mengintegrasikan berbagai sumber pembangkitan terdistribusi (DG), terutama Sumber Energi Terbarukan (RES) - listrik terbarukan, dan dapat menyediakan daya darurat, beralih antara mode pulau dan mode terhubung.

Ada banyak jenis mikrogrid. Berdasarkan aplikasi dan ukuran, mereka dapat diklasifikasikan sebagai Mikrogrid Lingkungan Kampus/Institusional, Mikrogrid Komunitas, Mikrogrid Jauh Tanpa-grid, Mikrogrid Basis Militer, dan Mikrogrid Perdagangan dan Industri (C&I). Dalam hal struktur listrik, mereka mencakup mikrogrid AC, mikrogrid DC, dan mikrogrid hibrida AC/DC.

Sebuah mikrogrid mampu beroperasi dalam mode terhubung ke jaringan dan mode mandiri, serta menangani transisi di antara keduanya. Mikrogrid menawarkan opsi untuk menyeimbangkan kebutuhan mengurangi emisi karbon sambil tetap menyediakan energi listrik yang andal selama periode ketika sumber daya terbarukan tidak tersedia. Mikrogrid juga memberikan keamanan pasokan listrik dan memperpendek waktu pemadaman listrik saat terjadi cuaca ekstrem dan bencana alam.

Microgrids, dan integrasi unit sumber daya energi terdistribusi (DER) secara umum, memperkenalkan sejumlah tantangan operasional yang perlu diatasi. Aliran daya dua arah dan masalah stabilitas adalah dua yang utama. Interaksi antara unit pembangkit energi terdistribusi dapat menciptakan osilasi lokal, yang memerlukan analisis stabilitas gangguan kecil yang mendalam. Selain itu, aktivitas transisi antara mode operasi terhubung ke grid dan mode islanding (mandiri) dalam microgrid dapat menciptakan ketidakstabilan sementara. Studi terbaru menunjukkan bahwa antarmuka microgrid arus searah (DC) dapat menghasilkan struktur kontrol yang jauh lebih sederhana, distribusi energi yang lebih efisien, dan kapasitas arus yang lebih tinggi untuk penilaian garis yang sama.

Struktur microgrid hibrida tipikal[1]

Hybrid mikrogrid khas memiliki struktur seperti yang ditunjukkan di atas. Komponen inti dari mikrogrid adalah konverter AC/DC dan DC/DC bidireksional. Untuk alasan keselamatan dan keandalan, konverter perlu diisolasi, sehingga kegagalan beban atau sumber energi tidak akan menyebabkan masalah tersebar ke bus/daya grid.

Konverter Dual Active Full Bridge Bidireksional

Konverter PV ke Grid DC

Konverter AC/DC Bidireksional 2-Tingkat

Sebagian besar konverter AC/DC dan DC/DC yang terhubung ke grid perlu beroperasi dengan aliran energi dua arah, yang memerlukan perangkat switching untuk berfungsi sebagai switch aktif dalam satu arah aliran energi, tetapi bertindak sebagai dioda atau MOSFET sinkron dalam arah aliran energi lainnya. SiC MOSFET, dengan dioda body reverse recovery hampir nol, merupakan pilihan ideal dalam aplikasi ini, terutama untuk topologi switching keras. Untuk konverter tiga fase AC/DC dua arah, topologi Vienna tidak lagi valid. Topologi AC/DC tiga fase 2-level menjadi pilihan yang lebih disukai karena kesederhanaannya. SiC MOSFET tidak hanya memungkinkan banyak topologi dua arah dalam area aplikasi ini, karakteristik switching unggul mereka membuat solusi lebih efisien, kompak, dan bahkan lebih murah seiring dengan penurunan harga SiC lebih lanjut.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero "Analisis aliran daya untuk mikrojaringan hibrid AC-DC LV yang dikontrol droop dengan impedansi virtual," 2014 IEEE PES General Meeting | Conference & Exposition