Användning

Ett mikronät är en decentraliserad grupp av elkällor och laster som vanligtvis opererar anslutna till och synkroniserade med det traditionella bredomfattande synkrona nätet, men kan också kopplas ifrån till "ösningsläge" – och fungera autonomt som fysiska eller ekonomiska förhållanden kräver. På detta sätt kan ett mikronät effektivt integrera olika källor av distribuerad generation (DG), speciellt Förnybara Energi Källor (RES) – förnybar el, och kan leverera nödbelysning, byta mellan ösnings- och anslutningslägen.

Det finns många typer av mikronät. Baseras på tillämpningar och storlekar kan de klassas som Campusmiljö/Institutionella Mikronät, Samhällsmikronät, Fjärranlägna Från-nät Mikronät, Militärbas Mikronät och Kommeriella och Industriella (C&I) Mikronät. I termer av elektriska strukturer inkluderar de AC-mikronät, DC-mikronät och hybrida AC/DC-mikronät.

En mikronät är kapabel att operera i nätansluten och obunden läge och hantera övergången mellan de båda. Mikronät erbjuder en möjlighet att balansera behovet av att minska koldioxidutsläpp samtidigt som det fortsätter att leverera pålitlig elektrisk energi under tider då förnybara energikällor inte är tillgängliga. Mikronät ger också energisäkerhet och minskar strömavbrottstiden vid allvarligt väder och naturkatastrofer.

Mikronät och integrationen av decentraliserade energikällor (DER) enheter i allmänhet introducerar en rad operativa utmaningar som måste lösas. Tvåriktiga effektflyt och stabilitetsproblem är de två främsta. Interaktioner mellan decentraliserade energiproducerande enheter kan skapa lokala oscillationer, vilket kräver en grundlig analys av småstörningsstabilitet. Dessutom kan övergångsaktiviteter mellan nätanslutna och önäts (fristående) tillstånd i ett mikronät orsaka transitoriska instabiliteter. Nyliga studier har visat att direkströms- (DC) mikronätssammanhang kan resultera i en betydligt enklare kontrollsuträde, mer energieffektiv distribution och högre strömföra kapacitet för samma ledningsbetyg.

En typisk hybridd struktur för mikronät[1]

En typisk hybridmikronät har strukturen som visas ovan. De centrala komponenterna i mikronätet är dubbelriktade AC/DC- och DC/DC-konverterare. Av säkerhets- och pålitlighetsanledningar måste konverterarna isoleras, så att någon belastnings- eller energikällfel inte sprider problemet till styrkabeln/nätet.

Dubbelriktad Dual Active Full Bridge Converter

PV till DC-nätskonverterare

2-nivå-dubbelriktad AC/DC-konverterare

De flesta nätanslutna AC/DC- och DC/DC-konverterare måste fungera med tvåriktad energiflöde, vilket kräver en schackenhet som skall fungera som en aktiv schak i en riktning för energiflöde, men som skall fungera som en diod eller synkron MOSFET i den andra riktningen för energiflöde. SiC MOSFETs, med nästan noll återställning av inbyggd diod, är en idealisk val i dessa tillämpningar, särskilt för hård schackningsarkitekturer. För de tvåriktade trefasiga AC/DC-konverterarna gäller inte längre Wien-arkitekturen. Den 2-nivåer trefasiga AC/DC-topologin blir en föredragen lösning på grund av sin enkelhet. SiC MOSFETs möjliggör inte bara många tvåriktade topologier inom detta tillämpningsområde, deras överlägsna schackegenskaper gör lösningarna mer effektiva, kompaktare och till och med billigare med ytterligare minskning av SiC-priset.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero "Strömföringsanalys för droop-reglerade LV-hybridnät AC-DC med virtuellt impedans," 2014 IEEE PES General Meeting | Conference & Exposition