Ứng dụng Việt Nam

Lưới điện siêu nhỏ là một nhóm nguồn điện và phụ tải phi tập trung thường hoạt động được kết nối và đồng bộ với lưới điện đồng bộ diện rộng truyền thống, nhưng cũng có thể ngắt kết nối với "chế độ đảo" - và hoạt động tự động theo yêu cầu của điều kiện vật lý hoặc kinh tế. Bằng cách này, một lưới điện siêu nhỏ có thể tích hợp hiệu quả nhiều nguồn phát điện phân tán (DG), đặc biệt là Nguồn năng lượng tái tạo (RES) - điện tái tạo và có thể cung cấp điện khẩn cấp, thay đổi giữa chế độ đảo và chế độ kết nối.

Có nhiều loại lưới điện siêu nhỏ. Dựa trên các ứng dụng và quy mô, chúng có thể được phân loại thành Lưới vi mô môi trường/thể chế, Lưới vi mô cộng đồng, Lưới vi mô không nối lưới từ xa, Lưới vi mô căn cứ quân sự và Lưới vi mô thương mại và công nghiệp (C&I). Về cấu trúc điện, chúng bao gồm lưới điện siêu nhỏ AC, lưới điện siêu nhỏ DC và lưới điện siêu nhỏ AC/DC lai.

Lưới điện siêu nhỏ có khả năng hoạt động ở chế độ kết nối lưới và độc lập cũng như xử lý quá trình chuyển đổi giữa hai chế độ này. Lưới điện siêu nhỏ cung cấp một lựa chọn để cân bằng nhu cầu giảm lượng khí thải carbon trong khi tiếp tục cung cấp năng lượng điện đáng tin cậy trong những khoảng thời gian không có nguồn năng lượng tái tạo. Microgrids cũng cung cấp an ninh điện và rút ngắn thời gian mất điện trong các trường hợp thời tiết khắc nghiệt và thiên tai.

Lưới điện siêu nhỏ và việc tích hợp các đơn vị tài nguyên năng lượng phân tán (DER) nói chung đặt ra một số thách thức vận hành cần được giải quyết. Dòng điện hai chiều và vấn đề ổn định là hai vấn đề hàng đầu trong số đó. Tương tác giữa các bộ phát năng lượng phân tán có thể tạo ra dao động cục bộ, đòi hỏi phải phân tích kỹ lưỡng độ ổn định nhiễu loạn nhỏ. Hơn nữa, các hoạt động chuyển tiếp giữa chế độ vận hành được kết nối với lưới điện và chế độ hoạt động kiểu đảo (độc lập) trong lưới điện siêu nhỏ có thể tạo ra sự mất ổn định nhất thời. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng giao diện lưới điện siêu nhỏ dòng điện một chiều (DC) có thể tạo ra cấu trúc điều khiển đơn giản hơn đáng kể, phân phối năng lượng hiệu quả hơn và khả năng mang dòng điện cao hơn cho cùng một định mức đường dây.

Cấu trúc lưới điện siêu nhỏ lai điển hình[1]

Một microgrid lai điển hình có cấu trúc như trên. Thành phần cốt lõi của lưới điện siêu nhỏ là bộ chuyển đổi AC/DC và DC/DC hai chiều. Vì lý do an toàn và độ tin cậy, các bộ chuyển đổi cần phải được cách ly để bất kỳ sự cố tải hoặc nguồn năng lượng nào cũng sẽ không lan truyền sự cố đến thanh cái/lưới điện.

Bộ chuyển đổi toàn cầu hoạt động kép hai chiều

Bộ chuyển đổi lưới PV sang DC

Bộ chuyển đổi AC/DC hai chiều 2 cấp

Hầu hết các bộ chuyển đổi AC/DC và DC/DC được kết nối lưới cần hoạt động theo dòng năng lượng hai chiều, yêu cầu một thiết bị chuyển mạch hoạt động như một công tắc hoạt động theo một hướng dòng năng lượng, nhưng hoạt động như một diode hoặc MOSFET đồng bộ ở năng lượng khác. hướng chảy. MOSFET SiC, với đi-ốt thân phục hồi ngược gần như bằng 2, là một lựa chọn lý tưởng trong các ứng dụng, đặc biệt đối với cấu trúc liên kết chuyển mạch cứng. Đối với bộ chuyển đổi AC/DC ba chiều, cấu trúc liên kết Vienna không còn hợp lệ. Cấu trúc liên kết AC/DC ba pha XNUMX cấp trở thành lựa chọn ưu tiên do tính đơn giản của nó. SiC MOSFET không chỉ hỗ trợ nhiều cấu trúc liên kết hai chiều trong lĩnh vực ứng dụng này mà các đặc tính chuyển mạch ưu việt của chúng còn giúp các giải pháp hiệu quả hơn, nhỏ gọn hơn và thậm chí ít tốn kém hơn đồng thời giảm giá SiC hơn nữa.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero “Phân tích dòng điện cho các lưới điện siêu nhỏ AC-DC lai LV được điều khiển thả xuống với trở kháng ảo,” Cuộc họp chung IEEE PES 2014 | Hội nghị & Triển lãm