Ki jan yo sèvi ak dyod yo reyalize transmisyon enèji inidireksyon nan mikrogrid?

1, baz fizik nan konduktiviti unidireksyon nan dyod
Estrikti debaz yon dyod se yon junction PN, ki fòme pa konbinezon yon semiconductor P-tip (ak gwo konsantrasyon twou) ak yon semiconductor N-tip (ak konsantrasyon elèktron segondè). Nan koòdone nan junction PN, elektwon difize soti nan rejyon an N nan rejyon an P, ak twou difize soti nan rejyon an P nan rejyon an N, sa ki lakòz rejyon an P yo dwe chaje negatif tou pre junction a ak rejyon an N yo dwe chaje pozitivman tou pre junction a, fòme yon jaden elektrik entèn (rejyon chaj espas). Jaden elektrik sa a gen de karakteristik kle:

Kondiksyon pozitif: Lè rejyon P konekte ak poto pozitif nan ekipman pou pouvwa a epi rejyon N konekte ak poto negatif, jaden elektrik ekstèn lan febli bati -nan jaden elektrik, rejyon chaj espas la vin pi piti, epi pifò transpòtè (elektron ak twou) ka travèse rejyon junction a pou fòme yon kouran, sa ki lakòz yon eta rezistans ba nan dyod la.
Koupe ranvèse: Lè rejyon P konekte ak elektwòd negatif la epi rejyon N konekte ak elektwòd pozitif, jaden elektrik ekstèn amelyore bati -nan jaden elektrik, rejyon chaj espas la vin pi laj, pifò transpòtè chaj yo bloke, epi sèlman kèk transpòtè chaj fòme yon ti kouran ranvèse (kouran flit), sa ki lakòz yon eta rezistans segondè nan dyod la.
Karakteristik sa a fè dyod yon eleman ideyal pou reyalize koule enèji unidireksyon. Lè w pran dyod Silisyòm kòm yon egzanp, gout vòltaj kondiksyon pi devan yo se sou 0.6-0.7V, ak vòltaj ranvèse yo ka rive jwenn plizyè santèn vòlt, sa ki ka satisfè kondisyon yo izolasyon nan DC vòltaj ki ba (tankou 48V) nan DC vòltaj mwayen (tankou 400V) nan microgrids.

2, Kondisyon debaz la pou transmisyon enèji unidireksyon nan mikrogrid
Koule enèji mikwogri yo gen karakteristik milti-sous, bidireksyon, ak dinamik, epi jesyon enèji li yo bezwen adrese twa pwoblèm prensipal yo:

Izolasyon ant sous pouvwa: pou anpeche diferan sous pouvwa (tankou fotovoltaik, depo enèji, dèlko dyezèl) soti nan afekte youn ak lòt akòz fluctuations vòltaj oswa defo.
Kontwòl fidbak enèji: Pou anpeche enèji tounen nan kadriyaj ki fèb la epi lakòz ogmantasyon vòltaj pandan frenaj motè oswa fotovoltaik sou jenerasyon.
Izolasyon rapid fòt: Lè yon ekipman pou pouvwa oswa chaj fè eksperyans yon kous kout, chemen fay la koupe pou anpeche fay la gaye.
Solisyon tradisyonèl yo konte sou kontakè oswa disjoncteurs, men soufri nan tan repons dousman (an milisgond), mete mekanik, ak lòt pwoblèm. Dyòd la, ak vitès repons nanosecond li yo ak pa gen okenn karakteristik kontak mekanik, te vin tounen yon eleman kle pou reyalize izolasyon enèji rapid ak serye.

3, senaryo aplikasyon tipik nan dyod nan mikrogrid
(1) Transmisyon inidireksyon enèji otobis DC
Nan microgrid DC, dyod yo souvan itilize pou konstwi lyen konduktif inidireksyon, sa ki pèmèt kontwòl koule enèji ant busbars nan diferan nivo vòltaj. Pou egzanp:

Sistèm depo enèji fotovoltaik: etalaj fotovoltaik la bay pouvwa a otobis 48V DC atravè dyod, epi batri depo enèji a konekte ak menm otobis la atravè yon konvètisè DC/DC. Lè pouvwa pwodiksyon fotovoltaik la depase demann chaj la, dyod la anpeche enèji koule tounen nan panèl fotovoltaik la, evite domaj nan panèl la akòz chofaj patipri ranvèse; Pandan se tan, sistèm depo enèji a absòbe enèji depase atravè konvètisè DC/DC bidirectionnelle.
Koneksyon paralèl plizyè sous pouvwa: Nan yon microgrid konplemantè depo enèji solè van, diferan sous pouvwa yo konekte nan paralèl otobis DC a atravè dyod. Lè yon ekipman pou pouvwa fèmen akòz yon fay, Dyòd la otomatikman koupe koneksyon li nan otobis la pou anpeche vòltaj la fay soti nan afekte lòt sous pouvwa.
(2) repwesyon enèji fidbak sou bò kominikasyon
Nan mikrogrid kominikasyon an, konbinezon dyod ak tiristè oswa IGBT ka konstwi sikui repwesyon enèji fidbak. Pou egzanp:

Sistèm kondwi motè: Lè motè a nan eta frenaj la, enèji rejenerasyon an tounen nan otobis DC a atravè dyod paralèl ranvèse. Si vòltaj otobis la twò wo, dyòd la konekte nan seri ak rezistans frenaj la pou konvèti enèji depase nan konsomasyon enèji tèmik, anpeche ovèvoltaj nan otobis DC a.
Koneksyon kadriyaj jenerasyon distribiye: Nan fen pwodiksyon varyateur la, dyod ka anpeche enèji koule tounen nan varyateur la nan evènman an nan defo kadriyaj (tankou monte vòltaj), pwoteje aparèy pouvwa kont domaj surkouran.
(3) Izolasyon rapid fòt ak pwoteksyon
Dyòd gen avantaj inik nan pwoteksyon fay microgrid. Pou egzanp:

Pwoteksyon sikwi kout -DC: Nan yon mikwogrid DC, si yon sikwi kout rive nan yon branch, aktyèl sikwi kout-ap fòme yon kous ki ba enpedans atravè yon dyod. Nan moman sa a, fuze rapid la oswa disjoncteurs ka detekte siyal la surkouran epi koupe branch ki defo a, pandan y ap dyòd la ka anpeche kout -sikwi aktyèl la tounen nan lòt branch ki an sante.
Izolasyon fay nan tè: Nan sistèm IT tè, dyod yo ka itilize pou konstwi sikwi siveyans izolasyon. Lè yon fay tè rive nan yon sèten faz, dyòd la kondui yo fòme yon ti kouran, ak aparèy la siveyans lokalize pwen an fay pa detekte aktyèl sa a. An menm tan an, Dyòd la limite anplitid aktyèl la fay pou anpeche domaj ekipman yo.
4, pwen kle teknik nan pratik jeni
(1) seleksyon dyod ak matche paramèt
Nan aplikasyon mikwogrid, seleksyon dyod yo ta dwe pran an kont paramèt sa yo:

Rated vòltaj: Li ta dwe pi gran pase vòltaj la opere maksimòm nan sistèm nan epi kite yon maj nan 20% -50%. Pou egzanp, nan yon otobis 400V DC, yo ta dwe chwazi dyod ki gen yon vòltaj reziste 600V oswa pi wo.
Rated aktyèl: Li bezwen yo dwe chwazi ki baze sou maksimòm chaj aktyèl la ak kapasite surcharge. Pou egzanp, nan yon sistèm fotovoltaik, aktyèl aktyèl la nan dyod la ta dwe pi gran pase aktyèl sikwi kout -nan etalaj fotovoltaik la.
Tan rekiperasyon ranvèse: Nan aplikasyon pou chanje frekans segondè-(tankou modulasyon PWM), dyod rekiperasyon rapid ak tan kout rekiperasyon ranvèse (<50ns) should be selected to reduce switching losses.
Rezistans tèmik ak dissipation chalè: Tanperati junction nan dyod la ta dwe kontwole anba a 150 degre, ak metòd la dissipation chalè apwopriye (tankou refwadisman natirèl, refwadisman lè, oswa refwadisman likid) yo ta dwe chwazi dapre konsomasyon pouvwa.
(2) Optimizasyon topoloji sistèm
Estrikti topoloji dyod nan mikrogrid yo dwe fèt selon kondisyon espesifik. Pou egzanp:

Dyòd seri: yo itilize pou amelyore nivo vòltaj kenbe tèt ak, men yo ta dwe peye atansyon sou egalizasyon vòltaj pou anpeche survoltaj pann nan yon dyod akòz distribisyon vòltaj inegal.
Dyòd paralèl: yo itilize pou amelyore kapasite pote aktyèl la, men yo ta dwe peye atansyon sou pataje aktyèl la pou anpeche surchof ak domaj nan yon dyod akòz distribisyon inegal aktyèl la.
Dyòd MOSFET/IGBT ibrid topoloji: Nan senaryo kote koule enèji bidireksyonèl obligatwa, yo ka itilize yon topoloji ibrid nan dyod ak MOSFET/IGBT. Pou egzanp, nan konvètisè DC/DC bidireksyon, dyod yo itilize pou kondiksyon unidireksyon ak MOSFET yo itilize pou kondiksyon ranvèse, reyalize kontwòl koule bidireksyon nan enèji.
(3) Estrateji kontwòl kolaboratif
Jesyon enèji nan dyod nan microgrids bezwen kowòdone ak estrateji kontwòl. Pou egzanp:

Algorithm jesyon enèji ki baze sou dyod: Lè w kontwole vòltaj otobis DC ak pouvwa pwodiksyon divès sous pouvwa, ajiste dinamik kondiksyon eta dyod pou reyalize alokasyon enèji optimal.
Estrateji pwoteksyon fay: Konsepsyon deteksyon fay rapid ak serye ak algoritm izolasyon ki baze sou karakteristik kondiksyon dyod yo. Pou egzanp, lè yo detekte yon kouran nòmal nan yon branch sèten, dyòd la nan branch sa a imedyatman koupe pou anpeche fay la gaye.
5, ka etid: Aplikasyon diodes nan zile microgrids
Pwojè microgrid la sou yon zile sèten adopte yon achitekti otobis DC, entegre fotovoltaik, depo enèji, dèlko dyezèl, ak chaj. Plan jesyon enèji se jan sa a:

Sistèm fotovoltaik: etalaj fotovoltaik la bay otobis 48V DC pouvwa a atravè dyod, ki anpeche enèji tounen nan panèl fotovoltaik la nan mitan lannwit oswa pandan defo.
Sistèm depo enèji: pil ityòm yo konekte nan otobis la atravè yon konvètisè DC/DC bidirectionnelle pou reyalize kontwòl enèji chaje ak egzeyat.
Dèlko dyezèl: Kòm yon sous pouvwa sekou, li konekte ak ba a atravè dyod pou anpeche rflu enèji nan ba a lè dèlko a fèmen.
Jesyon chaj: chaj DC yo konekte dirèkteman nan otobis la, pandan y ap chaj AC yo konekte atravè yon varyateur. Tèminal pwodiksyon varyateur la ekipe ak dyod pou anpeche enèji koule tounen nan varyateur la nan ka ta gen defo nan griy la.
Konplo sa a reyalize izolasyon san danje ak koule enèji inidireksyon ant fotovoltaik, depo enèji, ak dèlko dyezèl atravè dyod, amelyore efikasite sistèm nan 92% ak diminye tan repons fay nan 10 μ s.