应用领域

APPLICATIONS

Micro Grid微电网

来源:瞻芯电子 发布时间:2020/09/14点击数:1531

微电网是一组分散的电源和负荷,通常与传统广域同步电网连接并网运行,但也可以离网为“孤岛模式”,并根据实际状态或经济条件的要求自主运行。通过这种方式,微电网能够有效地整合各种分布式发电资源,特别是可再生能源—可再生电力。并能够在孤岛模式和并网模式之间切换,提供应急电力。


微电网有很多种类型。基于应用和规模的不同,可分为校园/机构微电网、社区微电网、远程离网微电网、军事基地微电网和商业和工业微电网等。在电气结构方面,包括交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网。


微电网能够在并网和独立模式下运行,并能处理二者之间的转换。微电网提供了一种选择,既能平衡减少碳排放的需要,又能在没有可再生能源的时期继续提供可靠的电能。微电网还提高了供电安全,缩短了发生恶劣天气和自然灾害时的停电时间。


微电网及分布式能源(DER)单元的整合,引入了许多需要解决的运行挑战。其中最主要的两个问题是双向功率流和稳定性问题。分布式发电机组之间的相互作用可能会产生局部振荡,需要进行彻底的小扰动稳定性分析。此外,微电网联网和孤岛(独立)运行模式之间的过渡活动也会造成暂态不稳定。最近的研究表明,直流微电网接口可以使控制结构更简单,电能分配更高效,并且对相同的线路额定值,电流承载能力更高。



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典型的混合微电网结构[1]


典型的混合微电网结构如上图所示。微电网的核心部件是双向AC/DC和DC/DC转换器。出于安全和可靠性的考虑,变换器需要电气隔离,这样任何负载或能源故障都不会播及到电力母线/电网。


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   双向双有源全桥变换器


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 光伏到直流电网变换器


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2级双向AC/DC变换器


大多数并网AC/DC和DC/DC转换器需要双向能量流动,这需要一个开关器件在一个能量流方向上充当主动开关,但在另一个能量流方向上充当二极管或同步。具有近零反向恢复的体二极管的SiC  MOSFET是一个理想的开关器件选择,特别是对于硬开关拓扑。对于双向三相AC/DC转换器,维也纳拓扑不再实用,而两电平的三相AC/DC拓扑由于其控制简单成为首选。SiC MOSFET不仅使许多双向拓扑得以实现,其优越的开关特性使解决方案更高效,紧凑,甚至随着SiC器件价格进一步降低,整个方案成本更便宜。


[1] Chendan Li, Sanjay Kumar Chaudhary, Josep M. Guerrero “Power flow analysis for droop controlled LV hybrid AC-DC microgrids with virtual impedance,” 2014 IEEE PES General Meeting | Conference & Exposition

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