Sistēmas līmeņa dizains uzticamībai un apkopes grafiku veidošanai modernos spēkavides elektronikas balstītajos enerģijas sistēmās

      Elektroenerģijas pārveidotāji būs mūsdienu elektrosistēmu pamatkomponenti. Tomēr, ja tie netiek pareizi izstrādāti, to drošums var būt zems, kas ietekmē veselās sistēmas darbību. Tāpēc pārveidotāju drošumu jāņem vērā PEPS (Power Electronic-based Power Systems) dizainā un plānošanā. Optimāls lēmumu pieņemšanas process PEPS plānošanā prasa precīzu drošuma modelēšanu no komponenta līdz sistēmas līmenim. Šajā rakstā tiek piedāvātas modelēšanas balstītas sistēmas līmeņa dizaina un uzturības stratēģijas PEPS, balstoties uz pārveidotāju drošuma modeļiem.

1.Ievads.

    Elektroenerģijas piegāde ir viens no praktiskiem risinājumiem, lai samazinātu oglekļa pēdas atspoguļojumu. Elektriskais transports, atjaunojamā enerģijas ražošana, elektriskā energijas krājēji, gudras un mikrotīklu tehnoloģijas, kā arī digitalizācija ir svarīgas daļas ilgtspējīgu elektrosistēmu veidošanā. Šīs tehnoloģijas balstās uz elektrotehnikas kā galveno enerģijas pārveidošanas procesu. Piemēram, nākotnes elektrotehnikas balstīto distribūcijas sistēmu struktūra ir parādīta attēlā, kas ietver AC/DC mikrotīklus. Tomēr elektrotehnikai ir savas trūkumās: tā var būt biežs neveiksmju avots un var rasties neparedzēts laiks un izmaksas dažādās lietojumprogrammās. Piemēram, enerģijas pārveidotāju ieguldījums neplanētā laikā vēju turbīnu sistēmās un neplanētā laika izmaksas fotovoltaisko (PV) sistēmās ir nozīmīgas. Tāpēc elektrotehnikas drošuma analīze ir ļoti svarīga ilgtspējīgās elektriskās enerģijas attīstībā.

2.Elektrotehnikas sistēmu drošums.

    Elektrotehniskie pārveidotāji, tāpat kā citas inženierzinātnes sistēmas, seklo vanas formas neveiksmju uzvedību. Tas ietver trīs fāzes: dzimušo neveiksmju, noderīgo dzīves laiku un apnīcināšanas periodu. Praksē, dzimušo neveiksmju fāze ir saistīta ar derīguma procesu, kas tiek atrisināts pirms operācijas. Tāpēc, pārveidotājs piedzīvos gadījuma un vecuma saistītās neveiksmes noderīgā dzīves laika un apnīcināšanas fāzēs, kā parādīts attēlā. Gadījuma neveiksmes ir saistītas ar komponentu pārmērīgu slodzi, ko izraisīt nedziedzīgi notikumi, piemēram, pārvoltāža un pārstrāva. Turklāt, vecuma neveiksmes ir saistītas ar enerģijas moduļu, kondensatoru un drukāto montāžplaknes (PCB) lotosavu apnīcināšanos.

3.Piedāvātais sistēmas līmeņa dizains drošumam.

     Drošuma dizains ir process, lai nodrošinātu, ka produkts/sistēma veic savu funkciju, lai sasniedzētu gaidāmo veiktspēju tā lietošanas videņos noteiktā laika periodā. Drošuma dizaina koncepts ir izmantots elektrotehnikas inženierzinātnēs, lai izstrādātu enerģijas pārveidotājus ar vēlamo ilgtermiņa veiktspēju. Saskaņā ar šo pieeju, pārveidotāju komponenti, īpaši kondensatori un enerģijas spēja, tiek izvēlēti tā, lai pārveidotājs neatrastos apnīcināšanas fāzē pirms tā mērķa dzīves laika. Līdz šim šī pieeja ir piemērota individuāliem pārveidotājiem. Galvenais mērķis ir izstrādāt individuālu pārveidotāju, lai sasniegtu vēlamo dzīves laiku misijas profilā, kas nozīmē, ka pārveidotāja neveiksmju (apnīcināšanas saistītas neveiksmes) varbūtība pēc Bx (parasti gados) būs zemāka par x%.

4.Secinājumi.

     Elektrotehniskie pārveidotāji kļūst par pamatelementu modernāko elektrosistēmu modernizācijā, taču tie var būt neveiksmju un apturēšanas avots šādās lietojumprogrammās. Tāpēc, drošuma uzlabošana elektrotehniskās bāzes elektrosistēmās (PEPS) ir ļoti svarīga. Šajā rakstā tika izpētīta sistēmas līmeņa drošuma uzlabošana PEPS, izmantojot modelēšanas balstītu dizainu un uzturību šo sistēmu plānošanā. Tādējādi tika piedāvātas modelēšanas balstītas dizaina pieejas un modelēšanas balstītas uzturības stratēģijas.

Avots: IEEE Xplore

Paziņojums: Ciena oriģinālam, labi raksti ir vērtīgi dalīties, ja ir autortiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai to dzēstu.