Sustavni nivo dizajna za pouzdanost i planiranje održavanja u modernim strujnim sustavima temeljenim na strujnoj elektronici

      Strujni elektronički pretvarači bit će temeljni sastojci modernih strujnih sustava. Međutim, ako nisu pravilno dizajnirani, mogu imati nižu pouzdanost, što može utjecati na ukupnu performansu strujnih sustava. Stoga, pouzdanost pretvarača treba uzeti u obzir u dizajnu i planiranju strujnih elektroničkih sustava (PEPSs). Optimalno donošenje odluka u planiranju PEPSs zahtijeva točno modeliranje pouzdanosti od komponente do razine sustava. Ovaj rad predlaže modeliranje sustava na razini sustava i strategije održavanja u PEPSs bazirane na modelu pouzdanosti pretvarača.

1.Uvod.

    Elektrifikacija svijeta jedno je od praktičnih rješenja za smanjenje stope emisija ugljikovog dioksida. Električni prijevoz, proizvodnja obnovljive energije, pohrana električne energije, tehnologije pametnih i mikro mreža, kao i digitalizacija su ključni elementi održivih električnih sustava. Te tehnologije temeljene su na strujnim elektronici kao osnovi procesa pretvorbe energije. Na primjer, struktura budućih distribucijskih sustava temeljenih na strujnim elektronicima prikazana je na slici, koja uključuje AC/DC mikromreže. Međutim, strujna elektronika ima svoju slabinu: može biti česta izvor problema i uzrokovati prekide i troškove u različitim aplikacijama. Na primjer, doprinos strujnih pretvarača neplaniranim prekidima u sustavima vjetroturbinama, i troškovi neplaniranih prekida u fotovoltaičkim (PV) sustavima su značajni. Stoga, analiza pouzdanosti strujnih elektronika ima ključnu važnost u održivom razvoju električne energije.

2.Pouzdanost strujnih elektroničkih sustava.

    Strujni elektronički pretvarači, kao i drugi inženjerski sustavi, slijede krivulju kade podjele površine pojavljivanja grešaka. To uključuje tri faze: infant mortalitet, korisni životni vijek i faza istraživanja. U praksi, infant mortalitet pripada procesu ispravljanja grešaka koji se riješava prije operativnog rada. Stoga, pretvarač će doživjeti slučajne i starenje-svezične greške tijekom korisnog životnog vijeka i faze istraživanja, kako je prikazano na slici. Slučajne greške su povezane s preopterećenjem komponenti pokrenutim naglim pojedinačnim događajem, poput previsokog napona i previsokog struja. Nadalje, starenje-svezične greške su povezane s istraživanjem snage modula, kondenzatora i spojeva PCB platna.

3.Predloženi sustavni dizajn za pouzdanost.

     Dizajn za pouzdanost je proces koji osigurava da proizvod/sustav obavlja svoju funkciju kako bi zadovoljio željenu performansu u okruženju upotrebe unutar određenog vremenskog perioda. Koncept dizajna za pouzdanost primijenjen je u strujnoj elektronici kako bi se dizajnirali strujni pretvarači sa željenom dugoročnom performansom. Prema ovom pristupu, komponente pretvarača, posebno kondenzatori i prekidači snage, odabire se na način da pretvarač ne ulazi u fazu istraživanja prije njegovog ciljnog životnog vijeka. Tako daleko, ovaj pristup primijenjen je za pojedinačne jedinice pretvarača. Glavni cilj je dizajnirati pojedinačni pretvarač kako bi postigao željeni životni vijek pod misijskim profilom, što znači da je vjerojatnost pojavljivanja (istraživanje-svezičnih grešaka) pretvarača nakon     Bx     (obično u godinama) manja od     Bx     %.

4.Zaključak.

     Strujni elektronički pretvarači postaju temeljna tehnologija za modernizaciju električnih strujnih sustava, dok u takvim aplikacijama mogu biti izvor grešaka i prekida. Stoga, poboljšanje pouzdanosti u strujnim elektroničkim sustavima (PEPSs) ima ključnu važnost. Ovaj rad istražuje poboljšanja pouzdanosti na razini sustava u PEPSs putem modeliranja dizajna i održavanja u planiranju tih sustava. Stoga, predložen je pristup modeliranja dizajna i strategije održavanja temeljene na modelu.

Izvor: IEEE Xplore

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vrijedi podijeliti, ukoliko je došlo do kršenja autorskih prava, kontaktirajte za brisanjem.