יישומים

רשתמיקרו-רשתרשת (microgrid) הוא קבוצה מפוצלת של מקורות חשמל וטענים שоперטים בדרך כלל מחוברים והם סינכרוניים עם הרשת הסינכרונית המסורתית הגדולה, אך יכולים גם להיפרד ל"מצב איילנד" - ולפעול באופן עצמאי לפי התנאים הפיזיים או הכלכליים. כך, מיקרו-רשת יכולה לאחד בצורה יעילה מגוון של מקורות ייצור חשמל מפוזר (DG), במיוחד מקורות אנרגיה מתחדשת (RES) - חשמל מתחדש, ולהספק כוח אמצעי, תוך שינוי בין מצב איילנד למצב מחובר.

ישנם סוגים רבים של מיקרו-רשתות. על פי תחומים ושכונות, הן יכולות להיחשב כרשתות מיקרו של סביבה אקדמית/מוסדות, רשתות מיקרו של קהילות, רשתות מיקרו מרוחקות ללא גישה לרשת, רשתות מיקרו לבסיסים צבאיים ורשתות מיקרו מסחריות ותעשייתיות (C&I). במונחים של מבנה חשמלי, כוללות רשתות מיקרו AC, רשתות מיקרו DC ורשתות מיקרו היברידיות AC/DC.

רשתמיקרו-רשתרשתגריד מסוגל להפעלה במצבים מחוברים לרשת ובמצב עצמאי, ולטפל בהעברה בין שני המצבים. מיקרו-גרידים מציעים אופציה למאזני הצריכה להפחית את פליטת הפחמן תוך כדי המשך מספקת אנרגיה חשמליתliable בזמן שמקורות כוח מתחדשים אינם זמינים. מיקרו-גרידים גם מספקים אבטחת כוח וקצרים את זמן הפסיקה של החשמל במהלבמקרה של תנאי אקלים קיצוניים והרס טבע.

רשתשבי, והאינטגרציה של יחידות משאב אנרגיה מפוזרת (DER) בכלל, מביאים עםם מספר אתגרים תפעוליים שצריך לפתור. זרמי כוח דו-כיווניים ובעיות יציבות הם שניים העליונים מהם. אינטראקציות בין יחידות יוצרות אנרגיה מפוזרת עלולות ליצור אוסילציות מקומיות, המצריכות ניתוח יציבות מפורט של הפרעות קטנות.ßerdem, פעולות מעבר בין מצבי פעולת חיבור לרשת ובין מצב איילנדינג (הפעלה עצמאית) ב-מיקרוגרייד עלולים ליצור אי-יציבות תרנסיאנטית. מחקרים אחרונים הראו כי אינטרא페이ס מיקרוגרייד בתок ישיר (DC) יכול להוביל למבנה שליטה פשוט בהרבה, התפלגות אנרגיה יעילה יותר וקיבולת תוקף גבוהה יותר עבור דירוג קווי אותו.

מבנה מיקרוגרייד היברידי טיפוסי[1]

המיקרו-רשת היברידית הטיפוסית יש לה מבנה כמו שמוצג למעלה. המרכיבים המרכזיים של המיקרו-רשת הם המרה דו-כיוונית בין AC/DC ובין DC/DC. מסיבות בטיחות ו.borderWidth, המררים צריכים להיות מבודדים, כך שתקלה כלשהי בטעון או במקור אנרגיה לא תפיץ את הבעיה לרשת/מערכת החשמל.

מרר דו-כיווני עם גשר פעיל כפול

מרר מ-PV לרשת DC

מרר דו-כיווני ברמת 2 בין AC ל-DC

רוב הממירים מחוברים לרשת AC/DC ו-DC/DC צריכים לפעול עם זרימת אנרגיה דו כיוונית, מה שדורש התקן חילוף לשרת כתוקף פעיל בכיוון זרימת אנרגיה אחד, אך לפעול כדיאוד או כ-MOSFET סינכרוני בכיוון הזרימה השני. SiC MOSFETs, עם דיאוד גוף ללא תקופת חזרה הפוכה כמעט אפסית, הם האפשרות האידאלית לשימושים אלו, במיוחד לטופולוגיות חילוף קשות. עבור ממירים AC/DC דו כיווניים בשני רמות, טופולוגיית וינה כבר לא תקפה. טופולוגיה של שני רמות ב-AC/DC של שלושה פאזה נעשית בחירה מועדפת בגלל פשוטותה. SiC MOSFETs לא רק מאפשרות רבות טופולוגיות דו כיווניות בתחום זה, אלא גם התכונות השולטות בהחלפות שלהן עושות את הפתרונות יותר יעילים, קומפקטיים ואף פחות יקרים עם ירידת מחירי ה-SiC.

[1] צ'נדן לי, סנגיי קומאר אודהרי, חוספ' מ. גוארררו "ניתוח זרימת כוח עבור רשתות מיקרו עם שליטה ב-Droop עם אימפרדנס וירטואלי, רשתות היברידיות AC-DC ב-LV," 2014 IEEE PES General Meeting | Conference & Exposition