Pangkalahatang disenyo ng sistema para sa kapanatagan at pag-schedule ng pagpapanumbalik sa mga modernong power systems na batay sa power electronics

      Ang mga power electronic converters ay magiging pangunahing komponente ng modernong sistema ng kuryente. Gayunpaman, maaari silang maging mas hindi mapagkakatiwalaan kung hindi wasto ang disenyo, na sa huli ay apektado ang kabuuang performance ng sistema ng kuryente. Dahil dito, dapat isama ang reliabilidad ng converter sa disenyo at pagplano ng Power Electronic-based Power Systems (PEPSs). Ang optimal na paggawa ng desisyon sa pagplano ng PEPSs ay nangangailangan ng tumpak na modelong reliabilidad mula sa component hanggang sa system-level. Inihahain ng papel na ito ang model-based system-level design at maintenance strategies sa PEPSs batay sa reliabilidad ng modelo ng converters.

1.Panimula.

    Ang pagsasabuhay ng mundo ay isa sa mga praktikal na solusyon para bawasan ang carbon footprint. Ang elektrikong transportasyon, renewable energy generation, electric storage, smart at micro grid technologies, pati na rin ang digitalization ay mahalagang bahagi ng sustainable electricity systems. Ang mga teknolohiya na ito ay sumasalamin sa power electronics bilang core ng kanilang proseso ng energy conversion. Halimbawa, ang estruktura ng future power electronics-based distribution systems ay ipinapakita sa Fig, na kasama ang AC/DC microgrids. Gayunpaman, ang power electronics ay may isang mahina: maaari itong maging madalas na pinagmulan ng pagkakamali at maaaring magdulot ng downtime at gastos sa iba't ibang aplikasyon . Halimbawa, ang kontribusyon ng power converters sa unplanned downtime sa wind turbine systems , at ang unscheduled downtime costs sa Photovoltaic (PV) systems  ay napakalaki. Dahil dito, ang analisis ng reliabilidad ng power electronics ay napakahalaga sa sustainable electric energy development.

2.Reliabilidad ng Mga Sistema ng Power Electronics.

    Tulad ng iba pang engineering systems, ang mga power electronic converters ay sumusunod sa bathtub shape failure behavior. Ito ay kinabibilangan ng tatlong yugto: infant mortality, useful lifetime, at wear-out period. Sa praktika, ang infant mortality ay bahagi ng debugging process na naka-solve na bago ang operasyon. Dahil dito, ang converter ay magdaraan sa random chance at aging-related failures sa loob ng useful lifetime at wear-out phase, tulad ng ipinapakita sa Fig. Ang mga random chance failures ay kaugnay sa overstressing ng mga component na naitrigger ng biglaang single event tulad ng overvoltage at overcurrent. Bukod dito, ang mga aging failures ay kaugnay sa wear-out ng power modules, capacitors, at Printed Circuit Boards (PCB) solder joints.

3.Inihahandog na System-Level Design para sa Reliabilidad.

     Ang design for reliability ay isang proseso upang tiyakin na ang isang produkto o sistema ay gumagana nang maayos upang matugunan ang inaasahang performance sa ilalim ng kanyang use environment sa loob ng ispesipikong panahon. Ang konsepto ng design for reliability ay ginamit na sa power electronics engineering upang disenyan ang mga power converters na may inaasahang long-term performance. Ayon sa pamamaraang ito, ang mga component ng converter, lalo na ang capacitors at power switches, ay pinili nang ganito na hindi pumasok ang converter sa wear-out phase bago ang target lifetime. Hanggang ngayon, ang pamamaraang ito ay ginamit na para sa single unit converters. Ang pangunahing layunin ay disenyan ang individual converter upang makamit ang inaasahang lifetime under a mission profile, na nangangahulugan na ang probability ng pagkakamali (wear-out related failures) ng converter pagkatapos ng Bx (karaniwang sa taon) ay mas mababa kaysa sa x%.

4.Kasimpulan.

     Ang mga power electronic converters ay naging pangunahing teknolohiya para sa modernisasyon ng sistema ng kuryente, bagaman maaari silang maging pinagmulan ng pagkakamali at shutdown sa mga aplikasyong ito. Dahil dito, ang pagtaas ng reliabilidad sa Power Electronic-based Power Systems (PEPSs) ay napakahalaga. Ang papel na ito ay iminumungkahing ang system-level reliability improvement sa PEPSs sa pamamagitan ng model-based design at maintenance sa pagplano ng mga sistema. Kaya, inihahandog ang isang model-based design approach at model-based maintenance strategies.

Source: IEEE Xplore

Statement: Respeto sa original, mahahalagang artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement pakiusap ilisan.