Sut mae deuodau yn helpu gyda rheolaeth gyfredol mewn systemau ynni gwasgaredig?

1, System ffotofoltäig: amddiffyniad deuol o amddiffyniad man poeth ac adfer ynni
Fel yr uned graidd o ynni dosbarthedig, mae modiwlau ffotofoltäig yn wynebu dwy her fawr o ran rheolaeth gyfredol: effaith man poeth a cherrynt gwrthdro yn ystod y nos. Pan fydd cydran wedi'i rhwystro'n rhannol neu pan fydd perfformiad y celloedd batri yn dirywio, bydd y cerrynt a gynhyrchir gan y celloedd batri dirwystr i gyd yn llifo trwy'r ardal rwystr, gan achosi i'r tymheredd lleol esgyn uwchlaw 150 gradd, gan ffurfio mannau poeth ac achosi i'r gydran losgi neu hyd yn oed tân. Yn ôl yr ystadegau, mae gan systemau ffotofoltäig heb deuodau ffordd osgoi gyfradd fethiant 47% yn uwch o fewn 5 mlynedd o'i gymharu â systemau cyfluniad safonol, a gall y golled cynhyrchu pŵer a achosir gan effeithiau man poeth gyrraedd mwy na 5% o gyfanswm y cynhyrchiad pŵer.

Rôl "diffoddwr tân" mewn deuodau osgoi:
Mae'r deuod osgoi, trwy ddargludedd un cyfeiriad, yn dargludo'n awtomatig pan fydd man poeth yn digwydd, gan ddarparu sianel ddargyfeiriol gwrthiant isel ar gyfer y gell batri ddiffygiol, gan ganiatáu i'r cerrynt osgoi'r ardal tymheredd uchel. Er enghraifft, mewn pecyn o 72 batris, os bydd un batri yn profi gostyngiad sydyn mewn cerrynt allbwn i 1A oherwydd rhwystr, tra bod batris eraill yn dal i allu cynhyrchu cerrynt 8A, heb osod deuod ffordd osgoi, mae cerrynt allbwn y pecyn cyfan yn gyfyngedig i 1A, gan arwain at wastraff ynni difrifol; Ar ôl gosod y deuod ffordd osgoi, mae'r deuod sy'n cyfateb i'r uned ddiffygiol yn dargludo o fewn 0.1 eiliad, gan leihau'r gwrthiant mewnol o megaohms i filiohms, a thrwy hynny gynyddu effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer y gydran 30% -40%. Dengys astudiaeth achos o orsaf bŵer ffotofoltäig ddosbarthedig yn yr Almaen, ar ôl gosod deuodau osgoi segmentiedig, fod y golled o gynhyrchu pŵer a achosir gan orchudd coed wedi gostwng o gyfartaledd o 8% y flwyddyn i 2.5%.

Swyddogaeth "porthor" deuodau blocio:
Pan fydd modiwlau ffotofoltäig yn rhoi'r gorau i gynhyrchu trydan yn y nos neu mewn tywydd eithafol, os na chaiff deuodau blocio eu gosod, bydd y cerrynt a gynhyrchir gan fodiwlau cynhyrchu pŵer eraill yn llifo'n ôl trwy'r modiwlau nad ydynt yn cynhyrchu pŵer, gan ffurfio cerrynt gwrthdro, gan arwain at golli ynni (3% - 5% o gynhyrchu pŵer dyddiol) a chyflymu heneiddio celloedd. Mae deuod blocio yn ffurfio ymwrthedd megaohm pan fydd tueddiad gwrthdro, gan rwystro cerrynt gwrthdro'n llwyr a sicrhau mai dim ond i'r cyfeiriad ymlaen y gall cerrynt lifo. Ar ôl mabwysiadu deuodau blocio perfformiad uchel mewn prosiect ffotofoltäig dosbarthedig, mae bywyd gwasanaeth disgwyliedig y cydrannau wedi cynyddu o 20 mlynedd i 25 mlynedd, ac mae cyfanswm refeniw cynhyrchu pŵer cylch bywyd wedi cynyddu 18%.

Mae arloesi deunydd yn gwella effeithlonrwydd amddiffyn:
Mae gan ddeuodau traddodiadol sy'n seiliedig ar silicon-foltedd gwrth-wrthsefyll o hyd at 1000V ac maent yn addas ar gyfer gweithfeydd pŵer ffotofoltäig mawr; Mae deuodau Schottky yn cael eu ffafrio'n fawr mewn systemau ffotofoltäig dosranedig oherwydd eu gostyngiad mewn foltedd ymlaen ultra- isel o 0.3V. Gan gymryd system 10kW fel enghraifft, gall defnyddio deuodau Schottky leihau colled ynni tua 30kWh y flwyddyn. Yn ogystal, mae deuodau graphene yn defnyddio nodweddion bandgap sero i gyflawni cyflymder ymateb lefel nanosecond, sef tri gorchymyn maint yn gyflymach na deuodau cyffredin mewn cyflymder ymateb lefel microsecond mewn golygfeydd cysgodol deinamig (fel symudiad cyflym haenau cwmwl), gan leihau colledion cynhyrchu pŵer ymhellach.

2, System Pŵer Gwynt: Gwella Ataliad Harmonig a Gwarchod Trawsnewidydd Synergaidd
Fel atodiad pwysig i ynni gwasgaredig, mae angen i systemau ynni gwynt fynd i'r afael â dwy her fawr yn y rheolaeth gyfredol: llygredd harmonig ac amddiffyn gwrthdröydd. Mae allbwn pŵer AC gan dyrbinau gwynt yn cynnwys llawer iawn o harmonigau. Os yw wedi'i gysylltu'n uniongyrchol â'r grid pŵer, bydd yn achosi problemau megis amrywiadau foltedd a gostyngiad yn y ffactor pŵer; Ar yr un pryd, fel uned trosi pŵer craidd y system pŵer gwynt, bydd elfennau newid y gwrthdröydd (fel IGBT) yn cynhyrchu cerrynt adfer gwrthdro pan gaiff ei ddiffodd. Os na chaiff ei atal mewn pryd, gall niweidio'r dyfeisiau ac achosi methiannau yn y system.

Swyddogaeth "hidlo" deuodau mewn ataliad harmonig:
Yn y broses unioni trawsnewidyddion pŵer gwynt, mae pont unionydd sy'n cynnwys deuodau yn trosi pŵer AC yn bŵer DC, gan ddarparu mewnbwn sefydlog ar gyfer gwrthdroyddion dilynol. Trwy wneud y gorau o baramedrau deuod fel gostyngiad mewn foltedd ymlaen ac amser adfer gwrthdro, gellir lleihau'r cynnwys harmonig yn ystod cywiro. Er enghraifft, defnyddio pont unionydd gyda deuodau adfer tra chyflym (amser adfer gwrthdro<50ns) can reduce harmonic distortion by 15% and improve power quality compared to traditional diodes (reverse recovery time>200ns).

Mantais "ymateb cyflym" wrth amddiffyn gwrthdröydd:
Pan fydd elfennau newid y gwrthdröydd wedi'u diffodd, mae'r deuod yn gweithredu fel elfen olwyn rydd, gan ddarparu llwybr olwyn rydd ar gyfer cerrynt yr anwythydd i atal ôl-lifiad presennol a difrod i'r elfennau newid. Gan gymryd deuodau silicon carbid (SiC) fel enghraifft, gellir byrhau eu hamser adfer gwrthdro i 15ns, sydd 3-10 gwaith yn gyflymach na deuodau silicon (50-200ns), gan leihau colledion newid yn sylweddol a gwella effeithlonrwydd y system. Ar ôl mabwysiadu deuodau SiC mewn gwrthdröydd pŵer gwynt penodol, cynyddodd effeithlonrwydd y system o 96% i 98%, tra gostyngodd cyfaint y sinc gwres 40%, a helpodd i leihau pwysau cyffredinol y peiriant.

3, System storio ynni: datblygiad technolegol mewn cydbwysedd rhyddhau gwefr ac amddiffyniad gwrthdroi
Fel "byffer ynni" ynni dosbarthedig, mae angen i'r rheolaeth gyfredol o systemau storio ynni gydbwyso codi tâl a gollwng ag amddiffyniad gwrthdro. Yn ystod y broses codi tâl a gollwng pecyn batri, os yw cyflwr pob cell batri yn anghyson (megis gwahaniaethau mewn capasiti a gwrthiant mewnol), gall arwain at or-godi tâl neu or-ollwng rhai celloedd, cyflymu heneiddio, ac achosi peryglon diogelwch; Ar yr un pryd, os na chaiff y cerrynt cefn ei rwystro'n effeithiol yn ystod y broses o newid y system storio ynni â'r grid neu oddi ar y grid, gall niweidio'r offer ac effeithio ar sefydlogrwydd y grid pŵer.

Swyddogaeth rheoleiddio deallus deuod cytbwys:
Yn y system rheoli batri, mae'r deuod cydbwyso yn monitro foltedd pob cell batri ac yn dargludo sianel osgoi'r gell batri foltedd uchel yn awtomatig wrth wefru er mwyn atal gorwefru; Cynnal sianel atodol ar gyfer celloedd foltedd isel yn ystod rhyddhau i atal gor-ollwng. Er enghraifft, ar ôl mabwysiadu deuodau cydbwyso addasol mewn system storio ynni batri lithiwm penodol, cynyddodd cysondeb cynhwysedd celloedd 20% ac estynnwyd y bywyd beicio gan 30%.

Swyddogaeth "ynysu uncyfeiriad" deuod amddiffyn gwrthdro:
Pan fydd y system storio ynni wedi'i chysylltu â'r grid, gall y deuod amddiffyn gwrthdro atal y cerrynt bai ar ochr y grid rhag llifo yn ôl i'r system storio ynni; Wrth weithredu oddi ar y grid, gall rwystro effaith cerrynt gwrthdro ar y pecyn batri ar ochr y llwyth. Ar ôl mabwysiadu deuodau amddiffyn gwrthdro mewn prosiect microgrid penodol, gostyngwyd amrywiad foltedd y system yn ystod newid grid / oddi ar y grid 50%, a gostyngwyd y gyfradd fethiant 60%.

4, Microgrid: cyswllt anweledig rhwng cydweithredu aml-ffynhonnell a chydamseru grid
Fel ffurflen gais ddatblygedig o ynni dosbarthedig, mae angen rheolaeth gyfredol ar ficrogridiau i gyflawni cydweithrediad aml-ffynhonnell a chydamseru grid. Mewn microgrids, mae gwahaniaethau sylweddol yn nodweddion allbwn gwahanol ffynonellau ynni megis ffotofoltäig, ynni gwynt, a storio ynni. Os na chaiff ei gydlynu'n effeithiol, gall arwain at broblemau megis gwrthdaro cyfredol ac osgiliadau pŵer; Ar yr un pryd, rhaid i gydamseriad microgrids â'r prif grid fodloni amodau llym megis foltedd, amlder a chyfnod, fel arall gall achosi methiannau grid.

Cyfraniad "gwella effeithlonrwydd" deuodau unionydd cydamserol:
Mewn trawsnewidwyr microgrids DC-DC, gall technoleg cywiro cydamserol leihau colledion dargludiad yn sylweddol trwy ddisodli deuodau traddodiadol â MOSFETs. Er enghraifft, ar ôl mabwysiadu trawsnewidydd bwc cywiro cydamserol, cynyddodd effeithlonrwydd microgrid o 85% i 95%, tra'n lleihau cyfaint y sinciau gwres 30% a gwella dwysedd pŵer y system.

Swyddogaeth "cydgysylltu cydamserol" deuodau rheoli cyfnod:
Yn y gwrthdröydd microgrid sy'n gysylltiedig â grid, mae'r deuod rheoli cam yn addasu cam cerrynt allbwn y gwrthdröydd yn ddeinamig trwy fonitro cyfnod foltedd y grid, gan sicrhau cydamseriad â'r prif grid. Ar ôl mabwysiadu deuodau a reolir gan gyfnod mewn prosiect microgrid penodol, cynyddodd y gyfradd llwyddiant cysylltiad grid o 90% i 98%, a byrhawyd yr amser cysylltiad grid o 0.5 eiliad i 0.1 eiliad, gan wella sefydlogrwydd y system yn sylweddol.