Zahrnutí spolehlivosti elektronických převodníků do moderní analýzy spolehlivosti elektrických systémů

    Tento článek se zaměřuje na začlenění modelu spolehlivosti elektronických převodů do analýzy spolehlivosti elektrických systémů. Spolehlivost převodů byla široce zkoumána na úrovni zařízení a převodů podle fyzikální analýzy selhání. Optimalizace rozhodování pro návrh, plánování, provoz a údržbu elektronických převodů však vyžaduje modelování spolehlivosti na úrovni systému založeného na elektronice moci. Proto tento článek navrhuje postup pro hodnocení spolehlivosti elektronických systémů moci od úrovně zařízení až po úroveň systému.

1.Úvod.

   Modernizace elektrických distribučních systémů je nezbytná pro spolehlivé a bezpečné dodávky energie s nízkou až nulovou uhlíkovou stopou. Vyžaduje to nasazení nových technologií a infrastruktury, stejně jako deregulaci elektroenergetického sektoru. Některé již etablované technologie mají v modernizaci elektrických systémů významnou roli, včetně obnovitelných zdrojů energie, úložišť, elektronických přenosových a distribučních systémů a e-mobility. Zvláště elektronika moci (PE) hraje klíčovou roli v procesu převodu energie těchto technologií. Zejména směřování k 100% obnovitelné energii zesililo význam PE v budoucích energetických systémech.

2.Koncept spolehlivosti.

    Spolehlivost je definována jako schopnost systému nebo položky fungovat v požadovaných podmínkách během specifického časového období. Podle této definice musí být výkon systému/položky zachován v určitém intervalu v cílovém časovém období. Měry spolehlivosti se mohou lišit v závislosti na systému. Například v misijním systému, jako je kosmická loď, je spolehlivost definována jako pravděpodobnost přežití během cílové mise. První selhání s požadovanou pravděpodobností proto musí nastat později než cílové misijní období. Dále, v udržovatelném/opravitelném systému/položce s možností údržby, je výkon měřen dostupností jako ukazatelem spolehlivosti. V těchto systémech/položkách je důležité, aby byly v provozu (dostupné) v každém okamžiku, bez ohledu na jakékoli předchozí selhání. To znamená, že systém lze udržovat, kdykoliv selže, a jedinými problémy jsou frekvence selhání a doba výpadku.

3.Modelování spolehlivosti převodů.

    Charakteristika selhání převodu, podobně jako u jiných systémů, zahrnuje tři období: infantní mortalita, užitečná životnost a fáze opotřebení, známé jako koupelnová křivka. Obvykle jsou infantní selhání spojena s laděním a výrobními procesy. Převod tak bude za provozu zaznamenávat náhodná selhání a selhání způsobená opotřebením. Náhodná selhání obvykle mají externí zdroje, jako jsou přetoky proudu a nadměrné napětí. Proto jsou považovány za exponenciálně rozdělená selhání během užitečné životnosti v koupelnové křivce. Příslušná intenzita selhání je obvykle předpovídána na základě historických dat o spolehlivosti a operačních zkušeností.

4.Spolehlivost elektrických systémů.

    Spolehlivost elektrických systémů, také nazývaná adekvátnost, je měrou jejich schopnosti splnit požadavky zákazníků na elektrickou energii a sílu v akceptovatelných technických mezích s ohledem na výpady komponent. Hlavní měrou používanou v hodnocení spolehlivosti elektrických systémů je dostupnost jejich komponent. Dostupnost je definována jako pravděpodobnost, že položka je v provozu v libovolném okamžiku, za předpokladu, že začala fungovat v okamžiku nuly. Tato sekce prezentuje obecný koncept dostupnosti komponent s časově konstantními a časově proměnnými intenzitami selhání. Dále budou prezentovány spolehlivost elektrických systémů a jejich subsystémů. t   .

5.Závěr.

    Tento článek navrhuje postup pro propojení konceptů elektroniky moci a spolehlivosti elektrických systémů. Spolehlivost elektronických převodů je začleněna do analýzy spolehlivosti elektrických systémů, což může být prospěšné pro optimální rozhodování v rámci plánování, provozu a údržby moderních elektrických systémů. Detailní modelování spolehlivosti elektronických systémů moci bylo prezentováno od úrovně zařízení až po úroveň elektrického systému. Byl ilustrován dopad intenzity selhání převodů na výkon elektrických systémů pro různé aplikace..

Zdroj: IEEE Xplore

Poznámka: Respektujte původ, kvalitní články stojí za sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro jejich odebrání.