सिस्टम-लेवल डिज़ाइन आधुनिक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स-आधारित पावर सिस्टमों के लिए विश्वसनीयता और मेंटेनेंस स्केड्यूलिंग के लिए

      विद्युत शक्ति कनवर्टर मध्यम से आधुनिक विद्युत प्रणालियों के मूल घटक होंगे। हालांकि, यदि उन्हें ठीक से डिज़ाइन नहीं किया गया हो, तो उनकी विश्वसनीयता कम हो सकती है, जिससे पूरी विद्युत प्रणाली का समग्र प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है। इसलिए, कनवर्टर की विश्वसनीयता को विद्युत शक्ति-आधारित विद्युत प्रणालियों (PEPSs) के डिज़ाइन और योजना में ध्यान में रखा जाना चाहिए। PEPSs के योजना बनाने में अनुकूल निर्णय लेने के लिए, कनवर्टरों में घटक से लेकर प्रणाली स्तर तक सटीक विश्वसनीयता मॉडेलिंग की आवश्यकता होती है। यह पेपर कनवर्टरों के विश्वसनीयता मॉडेल पर आधारित प्रणाली स्तर के डिज़ाइन और रखरखाव रणनीतियों का प्रस्ताव करता है।

1.परिचय।

    विश्व को विद्युतीकृत करना कार्बन छाप को कम करने के लिए एक व्यावहारिक समाधान है। विद्युत परिवहन, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन, विद्युत संचय, स्मार्ट और माइक्रो ग्रिड प्रौद्योगिकियाँ, और डिजिटलीकरण टिकाऊ विद्युत प्रणालियों के अनिवार्य भाग हैं। इन प्रौद्योगिकियों का आधार विद्युत शक्ति का ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, भावी विद्युत शक्ति-आधारित वितरण प्रणालियों की संरचना चित्र में दिखाई गई है, जिसमें AC/DC माइक्रोग्रिड शामिल हैं। हालांकि, विद्युत शक्ति का एक दुर्बल स्थान है: यह विफलता का एक आवर्ती स्रोत हो सकता है और विभिन्न अनुप्रयोगों में डाउनटाइम और लागत उत्पन्न कर सकता है। उदाहरण के लिए, विद्युत कनवर्टर विंड टरबाइन प्रणालियों में अनियोजित डाउनटाइम में योगदान देते हैं, और फोटोवोल्टाईक (PV) प्रणालियों में अनियोजित डाउनटाइम की लागत उल्लेखनीय है। इसलिए, विद्युत शक्ति की विश्वसनीयता विश्लेषण टिकाऊ विद्युत ऊर्जा विकास में अत्यंत महत्वपूर्ण है।

2.विद्युत शक्ति प्रणालियों की विश्वसनीयता।

    विद्युत शक्ति कनवर्टर अन्य इंजीनियरिंग प्रणालियों की तरह बैठक आकार विफलता व्यवहार का पालन करते हैं। इसमें तीन चरण शामिल हैं: शिशु मृत्यु, उपयोगी जीवनकाल और थकान का चरण। व्यावहारिक रूप से, शिशु मृत्यु डीबगिंग प्रक्रिया से संबंधित होती है, जिसे संचालन से पहले हल किया जाता है। इसलिए, कनवर्टर उपयोगी जीवनकाल और थकान के चरण में क्रमशः यादृच्छिक और उम्र से संबंधित विफलताओं का अनुभव करेगा, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। यादृच्छिक विफलताएँ अचानक एक घटना जैसे अतिरिक्त वोल्टेज और अतिरिक्त धारा द्वारा घटकों के अतिरिक्त दबाव से संबंधित हैं। इसके अलावा, उम्र से संबंधित विफलताएँ विद्युत मॉड्यूल, कैपेसिटर और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) सोल्डर जंक्शन के थकान से संबंधित हैं।

3.विश्वसनीयता के लिए प्रस्तावित प्रणाली-स्तरीय डिज़ाइन।

     विश्वसनीयता के लिए डिज़ाइन एक प्रक्रिया है जो सुनिश्चित करती है कि एक उत्पाद/प्रणाली अपने उपयोग के पर्यावरण में निर्दिष्ट समय अवधि के भीतर वांछित प्रदर्शन के लिए अपने कार्य का निर्वाह करता है। विश्वसनीयता के लिए डिज़ाइन की अवधारणा विद्युत शक्ति इंजीनियरिंग में लंबे समय तक वांछित प्रदर्शन वाले विद्युत कनवर्टरों को डिज़ाइन करने के लिए उपयोग की गई है। इस दृष्टिकोण के अनुसार, कनवर्टर के घटक, विशेष रूप से कैपेसिटर और विद्युत स्विच, इस तरह से चुने जाते हैं कि कनवर्टर अपने लक्ष्य जीवनकाल से पहले थकान के चरण में नहीं प्रवेश करता है। अब तक, यह दृष्टिकोण एकल यूनिट कनवर्टरों के लिए लागू किया गया है। मुख्य लक्ष्य एक व्यक्तिगत कनवर्टर को डिज़ाइन करना है ताकि एक वांछित जीवनकाल प्राप्त किया जा सके, जिसका अर्थ है कि कनवर्टर की विफलता (थकान से संबंधित विफलताएँ) एक मिशन प्रोफाइल के तहत वर्षों (आमतौर पर) के बाद निम्न होगी।

4.निष्कर्ष।

     विद्युत शक्ति कनवर्टर आधुनिक विद्युत प्रणालियों के लिए एक मूलभूत प्रौद्योगिकी बन रहे हैं, जबकि वे ऐसे अनुप्रयोगों में विफलता और बंदी का स्रोत भी हो सकते हैं। इसलिए, विद्युत शक्ति-आधारित विद्युत प्रणालियों (PEPSs) में विश्वसनीयता की वृद्धि अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह पेपर इन प्रणालियों के योजना बनाने के भीतर मॉडल-आधारित डिज़ाइन और रखरखाव के माध्यम से प्रणाली-स्तरीय विश्वसनीयता की सुधार की जांच करता है। इस प्रकार, एक मॉडल-आधारित डिज़ाइन दृष्टिकोण और मॉडल-आधारित रखरखाव रणनीतियाँ प्रस्तावित की गई हैं।

स्रोत: IEEE Xplore

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