Deseño a nivel de sistema para fiabilidade e programación de manutención en sistemas eléctricos modernos basados en electrónica de potencia
Os convertidores electrónicos de potencia servirán como os componentes fundamentais dos sistemas de potencia modernos. No obstante, poden sufrir unha menor fiabilidade se non se deseñan correctamente, afectando así o rendemento xeral dos sistemas de potencia. En consecuencia, a fiabilidade do convertidor debe terse en conta no deseño e planificación dos Sistemas de Potencia Basados en Electrónica de Potencia (PEPSs). A toma de decisións óptima na planificación dos PEPSs require un modelado preciso da fiabilidade nos convertidores desde o nivel de componente ata o nivel de sistema. Este artigo propón estratexias de deseño e mantemento ao nivel de sistema nos PEPSs baseadas no modelo de fiabilidade dos convertidores.
1.Introdución.
Electrificar o mundo é unha das solucións pragmáticas para reducir a pegada de carbono. O transporte eléctrico, a xeración de enerxía renovábel, o almacenamento eléctrico, as tecnoloxías de redes intelixentes e microredes, así como a digitalización son partes esenciais dos sistemas de electricidade sostenibles. Estas tecnoloxías están sustentadas pola electrónica de potencia como o núcleo do seu proceso de conversión de enerxía. Por exemplo, a estrutura dos futuros sistemas de distribución basados en electrónica de potencia está mostrada na Fig, que inclúe microredes AC/DC. No entanto, a electrónica de potencia ten un punto débil: pode ser unha fonte frecuente de fallos e causar interrupcións e custos en diferentes aplicacións . Por exemplo, a contribución dos convertidores de potencia á inactividade non planeada en sistemas de aerxeneradores , e os custos de inactividade non programada en sistemas fotovoltaicos (PV) é notable. Polo tanto, a análise da fiabilidade da electrónica de potencia é de suma importancia no desenvolvemento sostenible da enerxía eléctrica.
2.Fiabilidade dos Sistemas de Electrónica de Potencia.
Os convertidores electrónicos de potencia, como outros sistemas de enxeñaría, seguen un comportamento de fallo en forma de bañera. Inclúe tres fases: mortalidade infantil, vida útil e período de desgaste. Na práctica, a mortalidade infantil pertence ao proceso de depuración que se resolve antes da operación. Polo tanto, o convertidor experimentará fallos aleatorios e relacionados co envellecemento durante a vida útil e o período de desgaste, respectivamente, como se mostra na Fig. Os fallos aleatorios están asociados ao sobrestresse dos componentes provocado por eventos súbitos como sobretensión e sobrecorrente. Ademais, os fallos de envellecemento están asociados ao desgaste de módulos de potencia, condensadores e soldaduras de placas de circuito impreso (PCB).
3.Deseño ao Nivel de Sistema para Fiabilidade.
O deseño para a fiabilidade é un proceso para asegurar que un produto/sistema realiza a súa función para cumprir o rendemento desexado no seu ambiente de uso dentro dun período de tempo especificado. O concepto de deseño para a fiabilidade foi empregado na enxeñaría de electrónica de potencia para deseñar convertidores de potencia con un rendemento a longo prazo desexado . Segundo esta aproximación, os compoñentes do convertidor, especialmente os condensadores e interruptores de potencia, son seleccionados de tal maneira que o convertidor non entre no período de desgaste antes do seu tempo de vida obxectivo . Ata agora, esta aproximación foi aplicada a convertidores de unidade única . O obxectivo principal é deseñar un convertidor individual para lograr un
4.Conclusión.
Os convertidores electrónicos de potencia están a converterse nunha tecnoloxía fundamental para a modernización dos sistemas de potencia eléctrica, mentres que poden ser unha fonte de fallos e interrupcións nestas aplicacións. Polo tanto, a mellora da fiabilidade nos Sistemas de Potencia Basados
