Hvernig hjálpa díóður við núverandi stjórnun í dreifðum orkukerfum?

1, Ljósvökvakerfi: tvöföld vörn á heitum blettisvörn og endurheimt orku
Sem kjarnaeining dreifðrar orku standa ljósvökvaeiningar frammi fyrir tveimur stórum áskorunum í núverandi stjórnun: heitur punktaáhrif og öfugstraumur á nóttunni. Þegar íhlutur er hindraður að hluta eða afköst rafhlöðunnar versnar, mun straumurinn sem myndast af óhindruðu rafhlöðufrumunum flæða um hindrunarsvæðið, sem veldur því að staðbundið hitastig hækkar yfir 150 gráður, myndar heita bletti og veldur því að íhlutir brenna eða jafnvel eldi. Samkvæmt tölfræði hafa ljósvökvakerfi án framhjáveitu díóða 47% hærra bilunartíðni innan 5 ára samanborið við venjuleg uppsetningarkerfi og raforkuframleiðslutap af völdum heitra punkta getur náð meira en 5% af heildarorkuframleiðslunni.

Hlutverk "slökkviliðsmanns" í framhjáhlaupsdíóðum:
Hjáveitudíóðan, í gegnum einstefnuleiðni, leiðir sjálfkrafa þegar heitur blettur kemur upp, sem gefur lága viðnámshjárás fyrir gallaða rafhlöðuhólfið, sem gerir straum kleift að fara framhjá háhitasvæðinu. Til dæmis, í pakka með 72 rafhlöðum, ef ein rafhlaða verður fyrir skyndilegu falli í útgangsstraumi í 1A vegna hindrunar, á meðan aðrar rafhlöður geta samt myndað 8A straum, án þess að setja upp hliðardíóða, er úttaksstraumur alls pakkans takmarkaður við 1A, sem leiðir til alvarlegrar orkusóunar; Eftir að framhjáleiðisdíóðan hefur verið sett upp, leiðir díóðan sem samsvarar gölluðu einingunni innan 0,1 sekúndu, dregur úr innri viðnáminu úr megaohms í milliohms og eykur þar með orkuframleiðslu skilvirkni íhlutans um 30% -40%. Tilviksrannsókn á dreifðri ljósaafstöð í Þýskalandi sýnir að eftir að búið er að setja upp sundurliðaðar framhjáleiðisdíóða minnkaði tap á orkuframleiðslu af völdum trjáþekju úr að meðaltali 8% á ári í 2,5%.

„Hliðvörður“ aðgerðin til að loka díóðum:
Þegar ljósvökvaeiningar hætta að framleiða rafmagn á nóttunni eða við erfiðar veðurskilyrði, ef hindrandi díóður eru ekki settar upp, mun straumurinn sem myndast af öðrum raforkueiningum flæða til baka í gegnum einingarnar sem ekki eru framleiðendur og mynda öfugan straum, sem leiðir til orkutaps (3% -5% af daglegri orkuframleiðslu) og hraðari öldrun frumna. Lokadíóða myndar megaóhm ​​viðnám þegar hún er öfugsnúin, blokkar algjörlega öfugan straum og tryggir að straumur geti aðeins flætt áfram í áttina. Eftir að hafa tekið upp afkastamikil sperrandi díóða í dreifðu ljósavirkjunarverkefni hefur áætlaður endingartími íhlutanna verið aukinn úr 20 árum í 25 ár og heildartekjur líftíma raforkuframleiðslu hafa aukist um 18%.

Efnisnýjungar bæta skilvirkni verndar:
Hefðbundnar kísildíóða-undirstaðar hafa öfugaþolspennu allt að 1000V og henta fyrir stórar ljósavirkjanir; Schottky díóður njóta mikilla vinsælda í dreifðri ljósvökva vegna ofur-lítils framspennufalls upp á 0,3V. Með því að taka 10kW kerfi sem dæmi getur notkun Schottky díóða dregið úr orkutapi um um það bil 30kW á ári. Að auki nota grafen díóðar núll bandgap eiginleika til að ná nanósekúndu stigi viðbragðshraða, sem er þremur stærðargráðum hraðar en venjulegar díóðar í míkrósekúndu stigi viðbragðshraða í kraftmiklum skuggasenum (svo sem hröðum hreyfingum skýjalaga), sem dregur enn frekar úr orkuframleiðslutapi.

2, Vindorkukerfi: Samvirkniaukning á harmónískum bælingu og breytivörn
Sem mikilvæg viðbót við dreifða orku, þurfa vindorkukerfi að takast á við tvær stórar áskoranir í núverandi stjórnun: samræmdri mengun og invertervörn. Rekstraraflið frá vindmyllum inniheldur mikið magn af harmonikum. Ef það er tengt beint við raforkukerfið mun það valda vandamálum eins og spennusveiflum og lækkun á aflsstuðli; Á sama tíma, sem kjarnaaflumbreytingareining vindorkukerfisins, munu rofaeiningar invertersins (eins og IGBT) mynda öfugan endurheimtarstraum þegar slökkt er á þeim. Ef það er ekki bælt í tíma getur það skemmt tækin og valdið kerfisbilun.

„Síu“ virkni díóða í samhljóða bælingu:
Í leiðréttingarferli vindorkubreyta breytir afriðunarbrú sem samanstendur af díóðum riðstraumsafli í jafnstraumsafl, sem gefur stöðugt inntak fyrir síðari invertara. Með því að fínstilla færibreytur díóða eins og áfram spennufall og afturábak endurheimtartíma, er hægt að minnka harmonic innihaldið meðan á leiðréttingu stendur. Til dæmis með því að nota afriðunarbrú með ofurhröðum bata díóðum (öfugur batatími<50ns) can reduce harmonic distortion by 15% and improve power quality compared to traditional diodes (reverse recovery time>200ns).

Kosturinn við „hraðsvörun“ í invertervörn:
Þegar slökkt er á rofaeiningum invertersins, virkar díóðan sem fríhjólaþáttur, sem veitir fríhjólaleið fyrir inductor strauminn til að koma í veg fyrir straumbakflæði og skemmdir á rofahlutunum. Með því að taka kísilkarbíð (SiC) díóða sem dæmi er hægt að stytta öfugan batatíma þeirra í 15ns, sem er 3-10 sinnum hraðari en kísilldíóða (50-200ns), sem dregur verulega úr skiptatapi og bætir skilvirkni kerfisins. Eftir að hafa tekið upp SiC díóða í ákveðnum vindorkubreyti jókst skilvirkni kerfisins úr 96% í 98%, á meðan rúmmál hitaupptökunnar minnkaði um 40%, sem hjálpaði til við að draga úr heildarþyngd vélarinnar.

3, Orkugeymslukerfi: tæknileg bylting í hleðsluútskriftarjafnvægi og öfugvörn
Sem "orkubuffi" dreifðrar orku þarf núverandi stjórnun orkugeymslukerfa að halda jafnvægi á hleðslu og losun með öfugri vörn. Meðan á hleðslu og afhleðsluferli rafhlöðupakka stendur, ef ástand hvers rafhlöðufrumu er ósamræmi (svo sem munur á afkastagetu og innri mótstöðu), getur það leitt til ofhleðslu eða ofhleðslu sumra frumna, flýtt fyrir öldrun og valdið öryggisáhættu; Á sama tíma, ef öfugstraumurinn er ekki í raun læstur meðan á nettengingu eða slökktu neti er skipt á orkugeymslukerfinu, getur það skemmt búnaðinn og haft áhrif á stöðugleika raforkukerfisins.

Greindur stjórnunaraðgerð jafnvægis díóða:
Í rafhlöðustjórnunarkerfinu fylgist jafnvægisdíóða spennu hvers rafhlöðuhólfs og leiðir sjálfkrafa framhjárás háspennu rafhlöðunnar meðan á hleðslu stendur til að koma í veg fyrir ofhleðslu; Leiða viðbótarrás fyrir lágspennufrumur við afhleðslu til að koma í veg fyrir ofhleðslu. Til dæmis, eftir að hafa tekið upp aðlögunarjafnvægisdíóða í ákveðnu litíum rafhlöðuorkugeymslukerfi, jókst samkvæmni frumunnar um 20% og endingartími hringrásarinnar var lengdur um 30%.

„Einsátta einangrun“ aðgerð öfugvarnardíóða:
Þegar orkugeymslukerfið er tengt við netið getur öfugvarnardíóða komið í veg fyrir að bilunarstraumurinn á nethliðinni flæði aftur inn í orkugeymslukerfið; Þegar það er notað utan netkerfis getur það hindrað áhrif öfugstraums á rafhlöðupakkann á hleðsluhliðinni. Eftir að hafa tekið upp öfugvarnardíóða í ákveðnu smánetsverkefni minnkaði spennusveifla kerfisins við skiptingu nets/slökktu um 50% og bilanatíðni minnkaði um 60%.

4, Microgrid: ósýnileg tenging á milli fjöl-samstarfs og samstillingar nets
Sem háþróað umsóknarform dreifðrar orku krefjast örnet núverandi stjórnun til að ná fram samstarfi og samstillingu nets með mörgum-uppsprettum. Í örnetum er verulegur munur á framleiðslueiginleikum mismunandi orkugjafa eins og ljósvökva, vindorku og orkugeymslu. Ef það er ekki samræmt á áhrifaríkan hátt getur það leitt til vandamála eins og núverandi átaka og kraftsveiflna; Á sama tíma verður samstilling örneta við aðalnetið að uppfylla ströng skilyrði eins og spennu, tíðni og fasa, annars getur það valdið bilun í neti.

Framlag "nýtniauka" samstilltra afriðardíóða:
Í DC-DC breytum örneta getur samstilltur leiðréttingartækni dregið verulega úr leiðnartapi með því að skipta út hefðbundnum díóðum fyrir MOSFET. Til dæmis, eftir að hafa tekið upp samstilltan afréttingarspennubreytir, jókst skilvirkni örnets úr 85% í 95%, á sama tíma og rúmmál hitakölkanna minnkaði um 30% og bætti aflþéttleika kerfisins.

„Samstillt samhæfing“ aðgerð fasastýringardíóða:
Í nettengdum inverter á microgrid, stillir fasastýringardíóðan á kraftmikinn hátt fasa inverter úttaksstraumsins með því að fylgjast með fasa netspennunnar og ná samstillingu við aðalnetið. Eftir að hafa tekið upp fasastýrða díóða í ákveðnu smánetsverkefni jókst árangur nettengingar úr 90% í 98% og nettengingartíminn var styttur úr 0,5 sekúndum í 0,1 sekúndur, sem bætti verulega stöðugleika kerfisins.