Sut i ddylunio rhwydwaith deuod mewn system gyplu aml-ynni?

1, Lleoliad swyddogaethol: Rôl graidd rhwydweithiau deuod
Mae systemau cyplu aml-ynni fel arfer yn integreiddio gwahanol fathau o ynni megis ffotofoltäig, pŵer gwynt, storio ynni, a thyrbinau nwy, ac mae eu llif ynni yn arddangos amlgyfeiriad a dynameg. Mae'r rhwydwaith deuod yn cymryd tair swyddogaeth graidd yn y senario hwn:

Blocio cerrynt gwrthdro: Pan fydd cangen yn profi gostyngiad mewn foltedd oherwydd nam neu rwystr cysgod, gall deuodau cyfochrog rwystro'r cyflenwad pŵer gwrthdro o ganghennau eraill i'r gangen ddiffygiol, gan osgoi effeithiau mannau poeth neu ddifrod i offer. Er enghraifft, mewn araeau ffotofoltäig, gall deuodau osgoi gylchredeg canghennau diffygiol pan fydd un panel solar yn cael ei rwystro, gan amddiffyn paneli solar arferol rhag ymchwyddiadau cerrynt gwrthdro.
Clampio foltedd a sefydlogi: Mae cylched clampio foltedd graddedig yn cael ei hadeiladu trwy gysylltu deuodau mewn cyfres, a all gyfyngu ar ystod amrywiadau foltedd y system. Er enghraifft, mewn system storio ynni batri lithiwm, mae deuodau silicon lluosog wedi'u cysylltu mewn cyfres i ffurfio gostyngiad foltedd sefydlog o 1.8V. Pan fydd foltedd y pecyn batri yn fwy na'r gwerth hwn, mae'r deuodau'n dargludo ac yn rhyddhau'r foltedd gormodol i'r ddaear, gan amddiffyn y llwyth backend.
Cymorth Trosi Ynni: Yn y system cydgynhyrchu trydan oer poeth, gall deuodau gynorthwyo unedau cydgynhyrchu (CHP) i gyflawni defnydd rhaeadru ynni. Er enghraifft, pan fydd y gwres gwastraff a gynhyrchir gan unedau CHP yn cael ei drawsnewid yn gapasiti oeri trwy oeri amsugno, gall deuodau atal y gallu oeri rhag llifo yn ôl i ochr y ffynhonnell wres, gan sicrhau effeithlonrwydd system.
2, Strwythur Topoleg: dyluniad hyblyg sy'n addasu i senarios lluosog
Mae angen addasu strwythur topoleg rhwydwaith deuod yn ddeinamig yn ôl y math o ynni, maint y system, a'r modd gweithredu. Mae strwythurau cyffredin yn cynnwys:

Rhwydwaith cyfochrog: addas ar gyfer ffotofoltäig dosbarthedig, ynni gwynt a senarios eraill, trwy gysylltu deuodau blocio mewn cyfres wrth fynedfa pob cangen, mae'n atal canghennau foltedd isel rhag dod yn "dyllau du ynni". Er enghraifft, mae prosiect ffotofoltäig mewn parc diwydiannol yn mabwysiadu rhwydwaith deuod cyfochrog. Pan fydd foltedd cangen yn gostwng oherwydd cysgodi, caiff y deuod blocio ei dorri i ffwrdd i atal y gangen arferol rhag cyflenwi pŵer yn y cefn i'r gangen ddiffygiol, gan leihau colled pŵer o 75% i o fewn 10%.
Rhwydwaith cyfres: sy'n addas ar gyfer trosglwyddo cerrynt uniongyrchol foltedd uchel (HVDC) neu systemau storio ynni, cyflawnir arosodiad foltedd a rheoli cyfeiriad trwy ddeuodau cyfres. Er enghraifft, mewn systemau storio ynni batri lithiwm, defnyddir rhwydwaith deuod cyfres i adeiladu cylched cydbwyso pecyn batri. Pan godir gormod ar fatri penodol, mae'r deuod cyfatebol yn dargludo, gan drosglwyddo egni gormodol i fatris eraill ac ymestyn oes y batri.
Rhwydwaith hybrid: cyfuno strwythurau cyfochrog a chyfres, sy'n addas ar gyfer senarios cyplu aml-ynni cymhleth. Er enghraifft, mewn system oeri, gwresogi a phŵer cyfun, defnyddir rhwydwaith deuod hybrid i gydlynu'r tri llif ynni o drydan, gwres ac oerfel: defnyddir deuodau cyfochrog i ynysu canghennau diffygiol, a defnyddir deuodau cyfres ar gyfer clampio foltedd a rheoli cyfeiriad trosi ynni, gan gyflawni gwelliant cyffredinol o ran effeithlonrwydd y system.
3, Dewis dyfais: Cydbwyso perfformiad a chost
Mae dewis deuodau yn gofyn am ystyriaeth gynhwysfawr o baramedrau megis foltedd, cerrynt, amlder, defnydd pŵer, a chost. Mae mathau cyffredin yn cynnwys:

Deuod silicon: addas ar gyfer senarios foltedd isel a cherrynt uchel, megis deuodau osgoi ffotofoltäig. Mae ei ostyngiad foltedd tua 0.6V, gyda chost isel ond defnydd pŵer uchel. Er enghraifft, mae prosiect ffotofoltäig penodol yn defnyddio deuodau silicon 1N4007 fel cydrannau amddiffyn ffordd osgoi i fodloni gofynion foltedd gwrthdroi o 1000V a cherrynt blaen o 1A, wrth reoli cost bwrdd sengl o fewn 0.5 yuan.
Deuod Schottky: addas ar gyfer senarios foltedd uchel ac amledd uchel, megis newid cyflenwadau pŵer, gyriannau modur, ac ati. Dim ond 0.4V yw ei ostyngiad mewn foltedd, ac mae'r amser adfer yn fyr, ond mae ei wrthwynebiad foltedd yn wan. Er enghraifft, mae prosiect gorsaf wefru cerbydau trydan penodol yn defnyddio deuodau Schottky fel cydrannau olwynion rhydd i leihau'r amser adfer gwrthdro o ficroeiliadau i nanoseconds, gan atal ymchwyddiadau foltedd yn ystod stop cychwyn modur i bob pwrpas.
Deuodau silicon carbid (SiC): addas ar gyfer foltedd uchel, tymheredd uchel, a senarios amledd uchel, megis gridiau smart, cerbydau ynni newydd, ac ati Mae ei bwysau yn gostwng i 0.2V, mae'r amser adfer gwrthdro yn fyr iawn, ac mae ei wrthwynebiad tymheredd yn cyrraedd dros 200 gradd. Er enghraifft, mae prosiect trawsyrru cerrynt uniongyrchol foltedd uchel yn defnyddio deuodau SiC i adeiladu falfiau trawsnewid, gan leihau colledion dargludiad 40% a gwella effeithlonrwydd system 5%.
4, Strategaeth Optimeiddio: Gwella dibynadwyedd system ac effeithlonrwydd ynni
Er mwyn gwella perfformiad rhwydweithiau deuod ymhellach mewn systemau cyplu aml-ynni, gellir mabwysiadu'r strategaethau optimeiddio canlynol:

Integreiddio rheolaeth ddeallus: Cyfuno synwyryddion ac algorithmau rheoli i gyflawni addasiad deinamig o rwydweithiau deuod. Er enghraifft, mewn microgrids, trwy fonitro foltedd a pharamedrau cyfredol pob cangen mewn-amser real, addasu'r trothwy dargludiad deuod yn ddeinamig, a gwneud y gorau o'r dyraniad ynni. Mae'r prosiect system ynni cynhwysfawr mewn rhanbarth penodol yn mabwysiadu rheolydd deuod deallus, sy'n gwella cyflymder ymateb y system i lefel milieiliad ac yn byrhau'r amser ynysu bai 80%.
Optimeiddio rheolaeth thermol: Ar gyfer senarios-pŵer uchel, lleihau tymheredd cyffordd deuod trwy ddylunio afradu gwres. Er enghraifft, pan gysylltir deuodau lluosog yn gyfochrog, defnyddir dyluniad sinc gwres cyffredin i sicrhau cydbwysedd tymheredd. Gwnaeth prosiect UPS canolfan ddata optimeiddio'r llwybr afradu gwres, gan leihau tymheredd cyffordd y deuod o 150 gradd i 120 gradd ac ymestyn ei oes dair gwaith.
Dyluniad modiwlaidd: Amgáu'r rhwydwaith deuodau yn fodiwlau safonol ar gyfer lleoli a chynnal a chadw cyflym. Er enghraifft, mae prosiect cyplu aml-ynni mewn parc diwydiannol yn mabwysiadu arae deuod modiwlaidd, sy'n cynyddu cefnogaeth pŵer modiwl sengl i 100kW ac yn cefnogi plygio poeth, gan leihau amser ehangu'r system o ddyddiau i oriau.
5, Astudiaeth achos: Cymhwyso rhwydwaith deuod yn ymarferol
Gan gymryd prosiect microgrid ar ynys fel enghraifft, mae'r system yn integreiddio ffotofoltäig, pŵer gwynt, generaduron disel, a dyfeisiau storio ynni, ac yn gwneud y gorau o lif ynni trwy rwydwaith deuod

Amddiffyn cangen ffotofoltäig: Cysylltwch deuodau blocio mewn cyfres wrth fynedfa pob cangen ffotofoltäig i atal cerrynt gwrthdroi a achosir gan rwystr cysgod. Mae data gweithrediad y prosiect yn dangos bod y rhwydwaith deuod wedi lleihau cyfradd methiant araeau ffotofoltäig o 5% i 0.2%, a chynyddu cynhyrchiant pŵer blynyddol 8%.
Cydbwyso system storio ynni: Defnyddir rhwydwaith deuod cyfres i adeiladu cylched cydbwyso pecyn batri. Pan godir gormod ar fatri penodol, mae'r deuod cyfatebol yn dargludo, gan drosglwyddo egni dros ben i fatris eraill. Mae profion prosiect yn dangos bod y dyluniad hwn yn ymestyn oes y pecyn batri 40% ac yn lleihau costau cynnal a chadw 30%.
Cydlynu cyflenwol aml-ynni: Trwy gydlynu llif trydan, gwres ac oerfel trwy rwydwaith deuod hybrid, cyflawnir ymateb ochr y galw ac amserlennu deinamig. Ar ôl blwyddyn o weithredu'r prosiect, cynyddodd effeithlonrwydd ynni cynhwysfawr y system o 65% i 78%, a gostyngodd allyriadau carbon 25%.