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マイクログリッドは、通常は従来の広域同期グリッドに接続され、同期して動作する分散型の電力供給源と負荷のグループですが、必要に応じて「アイランドモード」で接続を切断し、物理的または経済的な状況に基づいて自律的に機能することができます。このようにして、マイクログリッドはさまざまな分散発電（DG）ソース、特に再生可能エネルギー源（RES） - 再生可能電力を効果的に統合し、緊急電力を供給し、アイランドモードと接続モードの間で切り替えることができます。

マイクログリッドには多くの種類があります。用途や規模によって、キャンパス環境／機関型マイクログリッド、コミュニティ型マイクログリッド、遠隔地オフグリッド型マイクログリッド、軍事基地型マイクログリッド、商業および工業（C&I）型マイクログリッドに分類されます。電気構造に関しては、ACマイクログリッド、DCマイクログリッド、ハイブリッドAC／DCマイクログリッドが含まれます。

マイクログリッドは、グリッド接続モードとスタンドアロンモードで動作でき、両者の間の移行を処理することができます。マイクログリッドは、再生可能エネルギーが利用できない時期でも信頼性のある電力を提供しながら、二酸化炭素排出量を削減する必要性を調整するための選択肢を提供します。また、激しい天候や自然災害の場合には、マイクログリッドは電力の安全性を提供し、停電時間を短縮します。

マイクログリッドおよび一般的な分散型エネルギー資源（DER）ユニットの統合は、解決すべき複数の運用上の課題を引き起こします。双方向電力流れと安定性の問題がその主な課題です。分散型エネルギー発電ユニット間の相互作用により局所振動が発生し、詳細な小擾乱安定性解析が必要となる場合があります。さらに、マイクログリッドのグリッド接続モードとアイランド（独立）運転モードの切り替え活動は、一時的な不安定性を引き起こす可能性があります。最近の研究では、直流（DC）マイクログリッドインターフェースは、著しく単純化された制御構造、より効率的なエネルギー配分、そして同じ線路レーティングでより高い電流伝送能力をもたらすことが示されています。

典型的なハイブリッドマイクログリッド構造[1]

典型的なハイブリッドマイクログリッドは、上記に示す構造を持っています。マイクログリッドの主要な部品は双方向のAC/DCおよびDC/DCコンバーターです。安全性と信頼性の理由から、コンバーターは隔離される必要があり、どの負荷やエネルギー源の故障も電力バス/グリッドへの問題の伝播を防ぎます。

双方向デュアルアクティブフルブリッジコンバータ

PVからDCグリッドへのコンバータ

2レベル双方向AC/DCコンバータ

ほとんどのグリッド接続型のAC/DCおよびDC/DCコンバータは、双方向のエネルギー流れで動作する必要があり、これにはスイッチングデバイスが必要です。このデバイスはエネルギーが一方に流れる際にはアクティブスイッチとして機能し、もう一方のエネルギー流れではダイオードまたは同期MOSFETとして機能します。逆回復電流がほぼゼロのSiC MOSFETは、特にハードスイッチングトポロジーにおいて理想的な選択肢です。双方向3相AC/DCコンバータの場合、Viennaトポロジーはもはや適していません。2レベルの3相AC/DCトポロジーがそのシンプルさから優れた選択肢となります。SiC MOSFETはこの応用分野における多くの双方向トポロジーを可能にし、その卓越したスイッチング特性により、ソリューションがより効率的でコンパクトになり、さらにSiC価格の低下によりコストも低減します。

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero 「仮想インピーダンスを備えたドロップ制御LVハイブリッドAC-DCマイクログリッドの電力潮流解析」, 2014 IEEE PES General Meeting | Conference & Exposition