Sistemski nivo dizajna za pouzdanost i planiranje održavanja u modernim sistemima električne energije zasnovanim na strujnim uređajima

      Elektronski pretvarači će služiti kao fundamentalni komponenti modernih električnih sistema. Međutim, ako nisu pravilno dizajnirani, mogu imati lošiju pouzdanost, što može uticati na ukupnu performansu električnih sistema. Stoga, pouzdanost pretvarača treba uzeti u obzir u dizajnu i planiranju elektronika temeljene na električnim sistemima (PEPS). Optimalno donošenje odluka u planiranju PEPS zahteva precizno modeliranje pouzdanosti pretvarača na nivou komponenti do nivou sistema. Ovaj rad predlaže model bazirane strategije dizajna i održavanja na nivou sistema u PEPS na osnovu modela pouzdanosti pretvarača.

1.Uvod.

    Elektrifikacija sveta je jedno od pragmatičnih rešenja za smanjenje stope emisija ugljičnog dioksida. Električni transport, proizvodnja obnovljive energije, električne skladišne sistemi, tehnologije pametnih i mikro mreža, kao i digitalizacija su ključni delovi održivih električnih sistema. Ove tehnologije se temelje na elektronici kao jezgru procesa pretvaranja energije. Na primer, struktura budućih elektronika temeljene na distribucijskim sistemima prikazana je na slici, koja uključuje AC/DC mikromreže. Međutim, elektronika ima svoju slabu tačku: može biti česta izvor grešaka i može dovoditi do prekida rada i troškova u različitim primenama. Na primer, doprinos pretvarača neplaniranim prekidima rada u sistemima vetrenih turbin i neplaniranih troškova prekida rada u fotovoltaičnim (PV) sistemima je značajan. Stoga, analiza pouzdanosti elektronike je od ključne važnosti za održivi razvoj električne energije.

2.Pouzdanost sistema elektronike.

    Elektronski pretvarači, kao i drugi inženjerski sistemi, prate krivu oblika kade sa tri faze: infantna smrtnost, korisni životni vek i faza istraživanja. U praksi, infantna smrtnost pripada procesu ispravljanja grešaka koji je rešen pre operacije. Stoga, pretvarač će doživeti slučajne greške i greške vezane za staranje tijekom korisnog životnog veka i faze istraživanja, redom, kao što je prikazano na slici. Slučajne greške su povezane s preopterećenjem komponenti koje su pokrenute odjednom događajem, poput preopterećenja naponom i strujom. Također, greške vezane za staranje su povezane s istraživanjem modula snage, kondenzatora i spojeva štampanih kola (PCB).

3.Predloženi sistemski dizajn za pouzdanost.

     Dizajn za pouzdanost je proces koji osigurava da proizvod/sistem obavlja svoju funkciju kako bi ispunio željenu performansu u okruženju u kojem se koristi unutar određenog vremenskog perioda. Koncept dizajna za pouzdanost je korišten u elektrotehnici kako bi se dizajnirali pretvarači sa željenom dugoročnom performansom. Prema ovom pristupu, komponente pretvarača, posebno kondenzatori i prekidači snage, biraju se tako da pretvarač ne uđe u fazu istraživanja pre svog ciljanog životnog veka. Do sada, ovaj pristup je primenjen na pojedinačne pretvarače. Glavni cilj je dizajnirati pojedinačni pretvarač kako bi postigao željeni životni vek pod profilom misije, što znači da će vjerojatnost greške (vezana za istraživanje) pretvarača nakon Bx (obično godina) biti niža od x%.

4.Zaključak.

     Elektronski pretvarači postaju temeljna tehnologija za modernizaciju električnih sistema, ali istovremeno mogu biti izvor grešaka i prekida rada u takvim primenama. Stoga, poboljšanje pouzdanosti u elektronika temeljene na električnim sistemima (PEPS) je od ključne važnosti. Ovaj rad je istražio poboljšanje pouzdanosti na nivou sistema u PEPS putem model baziranog dizajna i održavanja u planiranju tih sistema. Stoga, predložen je pristup model baziranog dizajna i strategije model baziranog održavanja.

Izvor: IEEE Xplore

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vredno jeste deliti, ako postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte zauzeb.