Applikasjoner

Et mikronett er en desentralisert gruppe av elektrisitetskilder og laster som normalt opererer koblet til og synkront med det tradisjonelle synkrone synkrone nettet, men som også kan koble fra til "øymodus" - og fungere autonomt etter fysiske eller økonomiske forhold. På denne måten kan et mikronett effektivt integrere ulike kilder til distribuert produksjon (DG), spesielt fornybare energikilder (RES) – fornybar elektrisitet, og kan levere nødstrøm, skifte mellom øy- og tilkoblede moduser.

Det finnes mange typer mikronett. Basert på applikasjoner og størrelser kan de klassifiseres som Campus Environment/Institutional Microgrids, Community Microgrids, Remote Off-grid Microgrids, Military Base Microgrids og Commercial and Industrial (C&I) Microgrids. Når det gjelder elektriske strukturer, inkluderer de AC mikronett, DC mikronett og hybrid AC/DC mikronett.

Et mikronett er i stand til å operere i netttilkoblede og frittstående moduser og håndtere overgangen mellom de to. Microgrids tilbyr et alternativ for å balansere behovet for å redusere karbonutslipp samtidig som de fortsetter å levere pålitelig elektrisk energi i perioder som fornybare kraftkilder ikke er tilgjengelige. Microgrids tilbyr også strømsikkerhet og forkorter strømbruddstiden i tilfelle av alvorlig vær og naturkatastrofer.

Mikronett, og integrering av distribuerte energiressursenheter (DER) generelt, introduserer en rekke operasjonelle utfordringer som må løses. Toveis strømstrømmer og stabilitetsproblemer er topp to av dem. Interaksjoner mellom distribuerte energigeneratorenheter kan skape lokale oscillasjoner, noe som krever en grundig stabilitetsanalyse med små forstyrrelser. Videre kan overgangsaktiviteter mellom netttilkoblede og øybaserte (frittstående) driftsmåter i et mikronett skape forbigående ustabilitet. Nyere studier har vist at likestrøm (DC) mikronettgrensesnitt kan resultere i en betydelig enklere kontrollstruktur, mer energieffektiv distribusjon og høyere strømbærekapasitet for samme linjeklassifisering.

En typisk hybrid mikronettstruktur[1]

Et typisk hybrid mikronett har strukturen som vist ovenfor. Kjernekomponentene i mikronettet er toveis AC/DC og DC/DC omformere. Av sikkerhets- og pålitelighetsgrunner må omformerne isoleres, slik at belastnings- eller energikildesvikt ikke vil spre problemet til strømbussen/nettet.

Toveis Dual Active Full Bridge Converter

PV til DC Grid Converter

2-nivå toveis AC/DC-omformer

De fleste netttilkoblede AC/DC og DC/DC-omformere trenger å operere i toveis energiflyt, noe som krever at en svitsjenhet fungerer som en aktiv bryter i én energistrømningsretning, men fungerer som en diode eller synkron MOSFET i den andre energien. strømningsretning. SiC MOSFET-er, med nesten null omvendt gjenopprettingskroppsdiode, er et ideelt alternativ i applikasjonene, spesielt for harde svitsjetopologier. For de toveis tre AC/DC-omformere er Wien-topologien ikke lenger gyldig. 2-nivås trefase AC/DC topologi blir et foretrukket valg på grunn av sin enkelhet. SiC MOSFET-er muliggjør ikke bare mange toveis topologier i dette applikasjonsområdet, deres overlegne svitsjekarakterer gjør løsningene mer effektive, kompakte og enda rimeligere med ytterligere SiC-prisreduksjon.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero “Strømstrømsanalyse for nedhengende kontrollerte LV hybrid AC-DC mikronett med virtuell impedans,” 2014 IEEE PES General Meeting | Konferanse og utstilling