Paraiškos

Mikro tinklas yra decentralizuota elektros šaltinių ir apkrovos grupė, kuri normaliai veikia jungta ir sinchronizuota su tradiciniu dideliu sinchroninio tinklo plotu, bet taip pat gali atsijungti į „insulares režimą“ – ir funkcijuoti nepriklausomai, kai tai nurodo fizinės ar ekonominės sąlygos. Taip mikro tinklas gali efektyviai integruoti įvairius skirstomos generavimo (DG) šaltinius, ypač Atnaujinamųjų Energijos Šaltinių (RES) – atnaujinamąją elektros energiją, bei gali tiekti neatidėliotinę energiją, keičiant tarp insulines ir jungtos veiklos būsenų.

Yra daug microgrid tipų. Atsižvelgiant į jų taikymą ir dydį, jie gali būti klasifikuojami kaip Kampuso aplinkos/Institucinės Microgrid, Bendruomenių Microgrid, Nuotoliniai Neprisijungę Microgrid, Kariuomenės bazės Microgrid ir Komerciniai bei Pramoniniai (C&I) Microgrid. Elektrinėmis struktūromis jie apima AC microgrid, DC microgrid ir hibridinius AC/DC microgrid.

Microgrid gali veikti prisijungę prie tinklo ir atskirai, taip pat valdyti pereinamąjį laiką tarp šių dviejų režimų. Microgrid siūlo galimybę susitarti su poreikiu sumažinti anglies emisijas tuo tarpu, kad būtų teikiamas patikimas elektros energijos tiekimas per laikotarpius, kai neveikiančios atnaujinamosios energijos šaltiniai. Microgrid taip pat užtikrina energijos saugumą ir sutrumpina jaudros trukmę griežto orų sąlygomis ir gamtinių katastrofų atveju.

Mikroelektrinės ir, bendrai, decentralizuotų energijos šaltinių (DES) integracija sukuria daugybę eksploatacinių iššūkių, kuriuos reikia spręsti. Dvikryptis galios srautas ir stabilumo problemos yra dvi pagrindinės jų problemai. Veiksmai tarp decentralizuotų energijos generatorių gali sukelti vietinius svyravimus, reikalaujančius išsamios mažų perturbacijų stabilumo analizės. Be to, veiklos režimų pereiga tarp jungiamojo tinklo ir atskiro (neprisijungusio) mikroelektrinės veikimo režimų gali sukelti laikiną nestabilumą. Naujausi tyrimai rodo, kad tiesioginio srovės (TS) mikroelektrinės sąsaja gali sukelti gana paprastą valdymo struktūrą, efektyvesnę energijos skirstymo sistemą ir didesnę srovei turinčią galimybę tose pačiose linijos vertėse.

Tipiška hibridinės mikroelektrinės struktūra[1]

Tipiškas hibridinis mikrosietis turi struktūrą, kaip parodyta aukščiau. Mikrosieties pagrindiniai komponentai yra dvikryptės AC/DC ir DC/DC konverteriai. Saugumo ir patikimumo priežasčiomis konverteriams reikia būti atskirtiems, kad bet koks apkrovos ar energijos šaltinio nesėkmingumas nepraplitų į jėgų liniją/sietį.

Dvikryptis Dual Active Full Bridge Konverteris

PV į DC Sietį Konverteris

2-Lygių Dvikryptis AC/DC Konverteris

Dauguma tinklo jungtinių AC/DC ir DC/DC keitiklių turi veikti dvikryptis energijos srautu, kas reikalauja perjungimo įrenginio, kuris vienoje energijos srauto kryptyje dirbtų kaip aktyvus perjungiklis, o kituoje – kaip diodas arba sinchronusis MOSFET. SiC MOSFET’ai, turintys beveik nulinią atkarpinę atkurimą diodą, yra puiki pasirinkimas šiose programose, ypač sunkiomis perjungimo konfigūracijomis. Dvikryptiams trijų AC/DC keitikliams Vieno architektūra jau nebeįsakinga. 2-lygių trijų fazinių AC/DC struktūra tampa pirmenybės pasirinkimu dėl savo paprastumo. SiC MOSFET’ai ne tik leidžia daugybę dvikryptių schemų šioje programoje, bet jų puikūs perjungimo parametrai daro sprendimus efektyvesniais, kompaktiškesniais ir net galesantiais būti pigesniems dėl tolesnio SiC kainų mažėjimo.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero „Srovų srauto analizė droop valdomiems žemųjų judrų hibridiniams AC-DC mikrožiediniams su virtualiu impedance“, 2014 IEEE PES Bendraujama susitikimas | Konferencija & Paroda