Aplikasi

Mikrogred adalah kumpulan terpencil sumber-sumber elektrik dan beban yang biasanya beroperasi terhubung dan bersinergi dengan grid tradisional seluas kawasan, tetapi juga boleh memisahkan untuk masuk ke 'mod pulau' — dan berfungsi secara autonomi seperti yang ditentukan oleh keadaan fizikal atau ekonomi. Dalam cara ini, mikrogred boleh secara efektif mengintegrasikan pelbagai sumber pembangkitan teragih (DG), terutamanya Sumber Tenaga Renewan (RES) - tenaga elektrik renewan, dan boleh menyediakan kuasa kecemasan, bertukar antara mod pulau dan mod terhubung.

Terdapat banyak jenis mikrogred. Berdasarkan aplikasi dan saiz, mereka boleh diklasifikasikan sebagai Mikrogred Alam Sekitar Kampus/Institusi, Mikrogred Komuniti, Mikrogred Jauh Tanpa-grid, Mikrogred Pangkalan Tentera dan Mikrogred Perdagangan dan Perindustrian (C&I). Dalam sebutan struktur elektrik, mereka termasuk mikrogred AC, mikrogred DC dan mikrogred hibrid AC/DC.

Satu mikrogred mampu beroperasi dalam mod terhubung ke grid dan secara autonomi serta menangani peralihan di antara keduanya. Mikrogred menawarkan pilihan untuk menyeimbangkan keperluan mengurangkan emisi karbon sambil terus menyediakan tenaga elektrik yang boleh dipercayai pada masa-masa apabila sumber tenaga Renewables tidak tersedia. Mikrogred juga memberi keselamatan tenaga dan memperpendek masa padam dalam kejadian cuaca teruk dan bencana semula jadi.

Mikrogred, dan pengintegrasian unit sumber tenaga teragih (Distributed Energy Resource/DER) secara amnya, memperkenalkan beberapa cabaran operasi yang perlu ditangani. Aliran kuasa dua arah dan isu kestabilan adalah dua yang utama. Interaksi di antara unit penjana tenaga teragih boleh mencetuskan osilasi setempat, memerlukan analisis kestabilan gangguan kecil yang menyeluruh. Selain itu, aktiviti transisi di antara mod pengendalian bersambung kepada grid dan mod kepala (berdiri sendiri) dalam mikrogred boleh mencetuskan ketidakstabilan sementara. Kajian terkini menunjukkan bahawa antara muka mikrogred arus terus (Direct-Current/DC) boleh menghasilkan struktur kawalan yang jauh lebih ringkas, taburan tenaga yang lebih cekap dari segi energy dan kapasiti aliran arus yang lebih tinggi untuk penarafan garisan yang sama.

Struktur mikrogred hybrid tipikal[1]

Satu mikrogred hybrid tipikal mempunyai struktur seperti yang ditunjukkan di atas. Komponen utama mikrogred adalah penukar AC/DC dan DC/DC dua arah. Daripada alasan keselamatan dan kebolehpercayaan, penukar-penukar perlu disolasi, supaya kegagalan beban atau sumber tenaga tidak akan menyebarkan masalah kepada bus/grids kuasa.

Penukar Penuh Aktif Dua Arah

Penukar PV kepada Grid DC

penukar AC/DC Dua Arah 2-Tahap

Kebanyakan penukar AC/DC dan DC/DC yang terhubung ke grid perlu beroperasi dengan aliran tenaga dua arah, yang memerlukan peranti penyilap untuk berfungsi sebagai suis aktif dalam satu arah aliran tenaga, tetapi bertindak sebagai diod atau MOSFET sinkron dalam arah aliran tenaga yang lain. SiC MOSFETs, dengan diod badan hampir sifar pemulihan songsang, adalah pilihan ideal dalam aplikasi ini, terutamanya untuk topologi penyilapan keras. Bagi penukar tiga AC/DC dua arah, topologi Vienna tidak lagi sah. Topologi AC/DC tiga fasa 2-tahap menjadi pilihan utama kerana ke ringkasannya. SiC MOSFETs tidak hanya membolehkan banyak topologi dua arah dalam kawasan aplikasi ini, ciri penyilapan unggul mereka membuat penyelesaian lebih cekap, padat, dan malahan lebih murah dengan pengurangan harga SiC lebih jauh.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero "Analisis aliran kuasa untuk kawalan droop dalam mikrogrid hibrid AC-DC LV dengan impedans maya," 2014 IEEE PES General Meeting | Konferens & Pameran