Η Ενσωμάτωση της Βασικότητας των Μετατροπέων Ηλεκτρονικής Ισχύος στη Σύγχρονη Ανάλυση Βασικότητας των Συστημάτων Ηλεκτροδότησης

    Αυτό το άρθρο στοχεύει στην ενσωμάτωση του μοντέλου αξιοπιστίας των μετατροπέων ηλεκτρονικής ενέργειας στην ανάλυση της αξιοπιστίας των ηλεκτροδοτικών συστημάτων. Η αξιοπιστία των μετατροπέων έχει εξεταστεί ευρέως σε επίπεδο συστήματος και μετατροπέα, βάσει της ανάλυσης της φυσικής της παρακμής. Ωστόσο, για την επιτυχή λήψη αποφάσεων όσον αφορά το σχεδιασμό, το προγραμματισμό, τη λειτουργία και την συντήρηση των μετατροπέων ηλεκτρονικής ενέργειας, απαιτείται μοντέλο αξιοπιστίας σε επίπεδο συστήματος. Συνεπώς, αυτό το άρθρο προτείνει διαδικασία για την αξιολόγηση της αξιοπιστίας των ηλεκτρονικών συστημάτων βασισμένων σε μετατροπείς ηλεκτρονικής ενέργειας, από το επίπεδο του συστήματος μέχρι το επίπεδο του συστήματος.

1.Εισαγωγή.

   Η σύγχρονοποίηση των ηλεκτροδοτικών συστημάτων είναι απαραίτητη για την αξιόπιστη και ασφαλή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας με χαμηλό ή μηδενικό οικολογικό αποτύπωμα. Απαιτεί την εφαρμογή νέων τεχνολογιών και υποδομών, καθώς και την απορύθμιση του τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας. Μερικές από τις εγκαθιδρυμένες τεχνολογίες έχουν σημαντικό ρόλο στη σύγχρονοποίηση των ηλεκτροδοτικών συστημάτων, όπως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, τα συστήματα αποθήκευσης, τα ηλεκτρονικά συστήματα μεταφοράς και κατανομής, καθώς και η ηλεκτροκίνηση. Παρατηρείται ότι η ηλεκτρονική ενέργεια (PE) διαδραματίζει βασικό ρόλο στη διαδικασία μετατροπής ενέργειας των προαναφερθέντων τεχνολογιών. Ιδιαίτερα, η μετάβαση προς την απολύτως ανανεώσιμη ενέργεια έχει εντείνει τη σημασία της ηλεκτρονικής ενέργειας στα μελλοντικά ηλεκτροδοτικά συστήματα.

2.Έννοια της αξιοπιστίας.

    Η αξιοπιστία ορίζεται ως η δυνατότητα ενός συστήματος ή ενός αντικειμένου να λειτουργεί υπό επιθυμητές συνθήκες εντός συγκεκριμένου χρονικού διαστήματος. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, η απόδοση του συστήματος/αντικειμένου πρέπει να διατηρείται εντός ενός καθορισμένου διαστήματος σε ένα στόχο χρονικό διάστημα. Οι μετρήσεις αξιοπιστίας μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με το σύστημα. Για παράδειγμα, σε ένα σύστημα με βάση μια αποστολή, όπως ένα διαστημόπλοιο, η αξιοπιστία ορίζεται ως η πιθανότητα επιβίωσης κατά τη διάρκεια της στόχος αποστολής. Συνεπώς, η πρώτη φορά που σημειώνεται αποτυχία με επιθυμητή πιθανότητα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη διάρκεια της στόχος αποστολής. Επιπλέον, σε ένα συστήμα/αντικείμενο που μπορεί να συντηρείται, η απόδοση μετριέται μέσω της διαθεσιμότητας ως δείκτη αξιοπιστίας. Σε αυτά τα συστήματα/αντικείμενα, είναι σημαντικό να είναι σε λειτουργία (διαθέσιμα) σε κάθε στιγμή, ανεξάρτητα από την εμφάνιση αποτυχίας πριν από αυτή τη στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα μπορεί να συντηρείται όποτε αποτυγχάνει, και επομένως τα μόνα ζητήματα είναι η συχνότητα των αποτυχιών και η διάρκεια της αποτυχίας.

3.Μοντέλο αξιοπιστίας των μετατροπέων.

    Τα χαρακτηριστικά αποτυχίας ενός μετατροπέα, όπως και άλλων συστημάτων, περιλαμβάνουν τρία διαστήματα: την περίοδο νεογέννητης αποτυχίας, την χρήσιμη ζωή και την περίοδο συνήθειας, όπως φαίνεται στο Σχήμα. Αυτό είναι γνωστό ως η καμπανοειδής καμπύλη. Συνήθως, οι αποτυχίες νεογέννητης αποτυχίας σχετίζονται με τη διόρθωση και την παραγωγή. Έτσι, ο μετατροπέας θα βιώσει τυχαίες αποτυχίες και αποτυχίες συνήθειας κατά τη λειτουργία. Οι τυχαίες αποτυχίες συνήθως έχουν εξωτερικές πηγές, όπως υπερένταση και υπερρεύμα. Συνεπώς, θεωρούνται ως τυχαίες αποτυχίες με εκθετική κατανομή εντός της χρήσιμης ζωής στην καμπύλη. Η αντίστοιχη συχνότητα αποτυχίας συνήθως προβλέπεται βάσει ιστορικών δεδομένων αξιοπιστίας και λειτουργικής εμπειρίας.

4.Αξιοπιστία των ηλεκτροδοτικών συστημάτων.

    Η αξιοπιστία των ηλεκτροδοτικών συστημάτων, γνωστή επίσης ως επαρκεία, είναι μέτρο της δυνατότητας του συστήματος να πληροί τις απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας και ισχύος των πελατών εντός αποδεκτών τεχνικών ορίων, λαμβάνοντας υπόψη τις παύσεις λειτουργίας των συστατικών. Το κύριο μέτρο που χρησιμοποιείται στην αξιολόγηση της αξιοπιστίας των ηλεκτροδοτικών συστημάτων είναι η διαθεσιμότητα των συστατικών. Η διαθεσιμότητα ορίζεται ως η πιθανότητα ότι ένα αντικείμενο είναι σε λειτουργία σε κάθε στιγμή, δεδομένου ότι ξεκίνησε να λειτουργεί στη στιγμή μηδενός. Αυτή η ενότητα θα παρουσιάσει τη γενική έννοια της διαθεσιμότητας των συστατικών με σταθερή και μη σταθερή συχνότητα αποτυχίας. Επιπλέον, θα παρουσιάσει την αξιοπιστία των ηλεκτροδοτικών συστημάτων και των υποσυστημάτων τους.

5.Συμπέρασμα.

    Αυτό το άρθρο πρότεινε μια διαδικασία για την ενσωμάτωση της αξιοπιστίας των μετατροπέων ηλεκτρονικής ενέργειας στην ανάλυση της αξιοπιστίας των ηλεκτροδοτικών συστημάτων, η οποία μπορεί να είναι χρήσιμη για την επιτυχή λήψη αποφάσεων στη σχεδίαση, λειτουργία και συντήρηση των σύγχρονων ηλεκτροδοτικών συστημάτων. Η λεπτομερής μοντελοποίηση της αξιοπιστίας των ηλεκτροδοτικών συστημάτων με βάση την ηλεκτρονική ενέργεια έχει παρουσιαστεί από το επίπεδο του συστήματος μέχρι το επίπεδο του συστήματος. Η επίδραση των συχνοτήτων αποτυχίας των μετατροπέων στην απόδοση των ηλεκτροδοτικών συστημάτων έχει εικαστεί για διάφορες εφαρμογές..

Πηγή: IEEE Xplore

Δήλωση: Σεβασμός στην αρχική, καλά άρθρα αξίζουν κοινή χρήση, αν υπάρχει παραβίαση δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας επικοινωνήστε για διαγραφή.