Järjestelmätason suunnittelu luotettavuuden ja ylläpidon aikataulutuksen kannalta modernissa sähköverkossa, joka perustuu voimasähkötekniikkaan
Virtasähköiset muuntimet toimivat nykyaikaisissa sähköverkoissa perustekijöinä. Kuitenkin huonosti suunnitellut muuntimet voivat kärsiä heikommasta luotettavuudesta, mikä vaikuttaa koko sähköverkon yleiseen suorituskykyyn. Tämän vuoksi muuntimien luotettavuuden on otettava huomioon virtasähköpohjaisten sähköverkkojen (PEPS) suunnittelussa ja suunnittelussa. Optimaalinen päätöksenteko PEPS-ohjelmien suunnittelussa edellyttää tarkkaa luotettavuusmallinnusta komponenttitasolta järjestelmätasolle. Tässä artikkelissa ehdotetaan mallipohjaisia järjestelmätason suunnittelustrategioita ja huoltotoimenpiteitä PEPS-ohjelmissa muuntimien luotettavuusmallin perusteella.
1.Johdanto.
Maailman sähköistäminen on yksi käytännöllisistä ratkaisuista hiilijalanjäljen vähentämiseksi. Sähköinen liikenne, uusiutuvan energian tuotanto, sähkövarastoinnin, äly- ja pikkoverkkoteknologiat sekä digitalisaatio ovat olennainen osa kestäviä sähköjärjestelmiä. Nämä teknologiat perustuvat virtasähkötekniikkaan energianmuuntoprosessin keskiössä. Esimerkiksi tulevien virtasähköpohjaisten jakeluverkkojen rakenne on esitetty kuvassa, joka sisältää AC/DC-pikkoverkot. Virtasähkötekniikalla on kuitenkin heikko kohta: se voi olla usein epäonnistumisen lähteenä ja aiheuttaa aikahukua ja kustannuksia eri sovelluksissa. Esimerkiksi tehotuulivoimalaitosten odottamattoman aikahukun ja aurinkosähköjärjestelmien odottamattomat aikahukukustannukset ovat huomattavia. Siksi virtasähkötekniikan luotettavuusanalyysi on erittäin tärkeää kestävän sähköenergian kehityksessä.
2.Virtasähköjärjestelmien luotettavuus.
Virtasähköiset muuntimet, kuten muut insinööritekniset järjestelmät, noudattavat kuiva-aika-käyrän epäonnistumismallia. Se sisältää kolme vaihetta: varhaiskuolleisuus, käyttökelpoinen elinkaari ja kulunut vaihe. Käytännössä varhaiskuolleisuus kuuluu virheiden poistamiseen, joka on ratkaistu ennen käyttöönottoa. Siksi muuntimet kokevat satunnaisia ja ikäihmisiä koskevia epäonnistumisia käyttökelpoisen elinkaaren ja kulunut vaiheen aikana, kuten kuvassa näkyy. Satunnaiset epäonnistumiset liittyvät komponenttien ylikuormittumiseen, joka johtuu yhtäkkiä tapahtuneesta yksittäiseen tapahtumaan, kuten ylivolttiin ja ylisähkövirtaan. Lisäksi iän myötä tapahtuvat epäonnistumiset liittyvät tehotilojen, kondensaattorien ja PCB-solderointiyhteyksien kuluminen.
3.Ehdotettu järjestelmätason suunnittelu luotettavuuden kannalta.
Luotettavuuden kannalta suunnittelu on prosessi, jonka tavoitteena on varmistaa, että tuote/järjestelmä toteuttaa sen toiminnan halutulla suorituskyvyllä käyttöympäristössään määrätylle ajanjakson. Luotettavuuden kannalta suunnittelun käsite on käytetty virtasähkötekniikassa, jotta voidaan suunnitella muuntimia, jotka tarjoavat halutun pitkäaikaisen suorituskyvyn. Tämän lähestymistavan mukaan muuntimen komponentit, erityisesti kondensaattorit ja tehosuljet, valitaan siten, että muuntin ei pääse kulunut vaiheeseen ennen sen tavoiteelinaikaa. Tähän mennessä tämä lähestymistapa on sovellettu yksittäisiin muuntimiin. Päämääränä on suunnitella yksittäinen muuntin saavuttamaan haluttu elinkaari tehtäväprofilin mukaisesti, mikä tarkoittaa, että muuntimen epäonnistumisen todennäköisyys (kuluminen liittyviä epäonnistumisia)
4.Yhteenveto.
Virtasähköiset muuntimet ovat tärkeä tekijä nykyaikaisissa sähköverkoissa, mutta ne voivat myös aiheuttaa epäonnistumisia ja aikahukua tällaisissa sovelluksissa. Siksi virtasähköpohjaisten sähköverkkojen (PEPS) luotettavuuden parantaminen on erittäin tärkeää. Tässä artikkelissa on tutkittu järjestelmätason luotettavuuden parantamista PEPS-ohjelmissa mallipohjaisella suunnittelulla ja huollolla. Näin on ehdotettu mallipohjainen suunnittelualkuperainen lähestymistapa ja mallipohjaiset huoltotoimenpiteet.
Lähde: IEEE Xplore
Lause: Kunnioitetaan alkuperää, hyviä artikkeleita on jaettava, jos loukataan tekijänoikeuksia, ole yhteydessä poistamista varten.
