Aplikácie

Mikropopisť je decentralizovaná skupina zdrojov a spotrebovateľov elektrickej energie, ktorá bežne funguje pripojená a synchronizovaná s tradičnou širokou oblasťou synchronného sieťového systému, ale môže sa tiež odpojiť do „ostrovitého režimu“ – a funkčne nezávisle fungovať podľa fyzických alebo ekonomických podmienok. Týmto spôsobom mikropopisť účinne integruje rôzne zdroje rozptýleného výkonu (DG), osobitne obnoviteľné zdroje energie (RES) - obnoviteľnú elektrinu, a môže poskytovať núdzovú energiu, prechádzajúc medzi ostrovitým a pripojeným režimom.

Existuje veľa typov mikropopisťov. Na základe aplikácií a veľkostí ich možno klasifikovať ako Mikropopisťe v kampusovej/нститucionálnej prostredí, Komunitné mikropopisťe, Vzdialené mimo-sieťové mikropopisťe, Vojenské bázové mikropopisťe a Obchodné a priemyselné (C&I) mikropopisťe. V kontexte elektromagnetických štruktúr zahŕňajú AC mikropopisťe, DC mikropopisťe a hybridné AC/DC mikropopisťe.

Mikrosíť je schopná fungovať v režime spojenom so sietou a samostatne, pričom dokáže riadiť prechody medzi týmito dvoma režimami. Mikrosiete ponúkajú možnosť vyvažovať potrebu znížiť emisie uhlíka, zatiaľ čo pokračujú v poskytovaní spolehlivej elektrickej energie v obdobiach, keď nie sú k dispozícii obnoviteľné zdroje energie. Mikrosiete tiež zabezpečujú energetickú bezpečnosť a skrátia čas výpadekov elektriny v prípade vážnych počasových podmienok a prirodzených katastrof.

Mikrovyčopy a integrácia jednotiek rozptýlených energetických zdrojov (DER) spôsobujú množstvo operačných výziev, ktoré je potrebné riešiť. Dvojsmerné toky energie a stabilitné problémy sú dve najdôležitejšie. Interakcie medzi jednotkami generátorov rozptýlených energetických zdrojov môžu spôsobiť miestne oscilácie, čo vyžaduje podrobnú analýzu stability pri malých rušivých dejahlách. navyše, prechodové aktivity medzi režimom prevádzky spojeného so sietou a režimom ostrvenia (samostatného) v mikrovyčope môžu spôsobiť nestabilitu v prechodových stavech. Nedávne štúdie ukázali, že rozhranie priamostručného (DC) mikrovyčpu môže viesť k významne jednoduchšej štruktúre riadenia, efektívnejšiemu rozdeleniu energie a vyššej prúdovej nosnosti pre rovnaké hodnoty trati.

Typická hybridná štruktúra mikrovyčpu[1]

Typická hybridná mikro sieť má štruktúru, ako je uvedené vyššie. Jádro mikro siete tvoria bidirekčné prevodníky AC/DC a DC/DC. Z bezpečnostných a spolehlivosťových dôvodov musia byť prevodníky izolované, aby sa zlyhanie akéhokoľvek zátěži alebo zdroja energie neprevedlo na problém v elektrickom prenosovom systéme/sieti.

Bidirekčný Dual Active Full Bridge Converter

Prevodník PV do DC siete

2-úrovňový bidirekčný AC/DC prevodník

Väčšina prevodníkov sietovo-pripojených AC/DC a DC/DC musí pracovať v obojsmernom prieteke energie, čo vyžaduje prepinaciu zariadenie, ktoré slúži ako aktívny prepináč v jednom smere toku energie, ale funguje ako dióda alebo synchronný MOSFET v druhom smere toku energie. SiC MOSFETs s témovanou diódou bez reverznej obnovy sú ideálnou možnosťou v týchto aplikáciách, osobitne pre tvrde prepinacie topológie. Pre obojsmeré triofázové prevodníky AC/DC už nie je topológia Vienna platná. 2-úrovňová triofázová topológia AC/DC sa stáva preferovanou voľbou kvôli svojej jednoduchosti. SiC MOSFETs neumožňujú len mnoho obojsmerých topológií v tejto oblasti aplikácií, ich vynikajúce prepinacie charakteristiky robia riešenia efektívnejšie, kompaktnejšie a dokonca lacnejšie s ďalším poklesom cien SiC.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero „Analýza prúdov pre systémy s droop reguláciou v nízkovoltagových hybridných AC-DC mikro sieťach s virtuálnym impeđanciou“, 2014 IEEE PES General Meeting | Conference & Exposition