Anvendelser

Et mikronett er en deentralisert gruppe av strømkilder og laster som vanligvis opererer forbundet med og synkront med den tradisjonelle brede områdesynkrone nettet, men kan også koble seg fra for å gå over i "øyemodus" – og fungere autonomt etter at fysiske eller økonomiske forhold dikterer det. På denne måten kan et mikronett effektivt integrere ulike typer distribuert generering (DG), spesielt Fornyelige Energiressurser (RES) – fornybar strøm – og kan levere nødstrom, ved å bytte mellom øye- og forbundsmodus.

Det finnes mange typer mikronett. Basert på anvendelser og størrelser kan de klassifiseres som Campus-miljø/Institusjonelle Mikronett, Samfunns-mikronett, Fjerne Off-grid Mikronett, Militære Basis-mikronett og Kommersielle og Industrielle (C&I) Mikronett. Hvilket angår elektriske strukturer, inkluderer de AC-mikronett, DC-mikronett og hybrid AC/DC-mikronett.

Et mikronett er i stand til å operere i nett-koblet og selvstendig modus og å håndtere overgangen mellom de to. Mikronett gir et valg for å balansere behovet for å redusere karbonutslipp samtidig som det fortsetter å levere pålitelig elektrisk energi i tidsperioder da fornybare kilder av strøm ikke er tilgjengelige. Mikronett gir også strømsikkerhet og forkorter strømavbrytingstidene ved kraftige værforhold og naturkatastrofer.

Mikronett, og integreringen av fordelt energiresurs (DER)-enheter i større omfang, innfører flere driftsmessige utfordringer som må løses. Toveis strømflyt og stabilitetsproblemer er de viktigste. Interaksjoner mellom enheter for fordelt energiproduksjon kan skape lokale svingninger, noe som krever en grundig analyse av liten-styring stabilitet. Dessuten kan overgangsaktiviteter mellom nett-koblet og selvstendig (isoleret) driftsmodus i et mikronett skape midlertidig ustabilitet. Nylige studier har vist at direktestrøms (DC)-mikronett-grensesnitt kan føre til en betydelig enklere kontrollstruktur, mer energieffektiv distribusjon og høyere strømføringsevne for samme ledningskapasitet.

En typisk hybrid-mikronett-struktur[1]

En typisk hybrid-mikronett har strukturen som vist ovenfor. De viktigste komponentene i mikronettet er toveis AC/DC- og DC/DC-konverterere. Av sikkerhets- og pålitelighetsgrunner må konverterene isoleres, slik at noen last eller energikildefeil ikke forårsaker problemer på styringsbussen/nettet.

Toveis Dual Active Full Bridge Konverter

PV til DC-nett Konverter

2-nivå Toveis AC/DC Konverter

De fleste nettforbundne AC/DC- og DC/DC-konvertere må operere med toretningset energifløde, noe som krever et skruedevice som fungerer som en aktiv skru i én retning for energifløde, men skal fungere som en diode eller synkron MOSFET i den andre energifløderetten. SiC MOSFET-er, med nær null reversert gjenoppretting av inbygget diode, er en ideell valg i disse anvendelsene, spesielt for hard switching-topologier. For de toretningsmessige tre-fase AC/DC-konvertere er Vienna-topologien ikke lenger gyldig. Den 2-nivå tre-fase AC/DC-topologien blir en foretrukket valg grunnet sin enkelhet. SiC MOSFET-er gjør ikke bare mange toretningsmessige topologier i denne anvendelsesområdet mulige, deres overlegne skruemaskarakteristikk gjør løsningene mer effektive, kompakte og endog billigere med videre reduksjon i SiC-pris.

[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero "Strømflytanalyse for droop-kontrollerte LV-hybrid AC-DC-mikronett med virtuell impedans," 2014 IEEE PES Generalforsamling | Konferanse & Ekspozisjon