Incorporar a fiabilidade dos conversores electrónicos de potencia no análise de fiabilidade dos sistemas eléctricos modernos
Este artigo ten como obxectivo incorporar o modelo de fiabilidade dos conversores electrónicos de potencia na análise de fiabilidade do sistema eléctrico. A fiabilidade dos conversores foi amplamente explorada a nivel de dispositivo e conversor segundo a análise da física do fallo. No entanto, a toma de decisións óptimas para o deseño, planificación, operación e manutención dos conversores electrónicos de potencia requiren un modelado de fiabilidade a nivel de sistema dos sistemas eléctricos baseados en electrónica de potencia. Polo tanto, este artigo propón un procedemento para avaliar a fiabilidade dos sistemas eléctricos baseados en electrónica de potencia desde o nivel de dispositivo ata o nivel de sistema.
1.Introdución.
A modernización do sistema eléctrico é esencial para unha entrega fiable e segura de enerxía con unha pegada de carbono baixa ou nula. Require a implementación de novas tecnoloxías e infraestruturas, así como a desregulación do sector eléctrico. Algúnsha tecnoloxías establecidas teñen un papel considerable na modernización dos sistemas eléctricos, incluíndo recursos de enerxía renovable, almacenamentos, sistemas de transmisión e distribución electrónicos e mobilidade eléctrica. Notablemente, a electrónica de potencia (PE) xoga un papel fundamental no proceso de conversión de enerxía das mencionadas tecnoloxías. Especialmente, o movemento cara ao cien por cento de enerxías renovables intensificou a importancia da PE nos futuros sistemas eléctricos.
2.Concepto de Fiabilidade.
A fiabilidade define-se como a capacidade dun sistema ou elemento de funcionar baixo condicións desexadas durante un período de tempo específico. Segundo esta definición, o rendemento do sistema/elemento debe mantense dentro dun intervalo especificado durante un período de tempo obxectivo. Dependendo do sistema, as medidas de fiabilidade poden ser diferentes. Por exemplo, nun sistema basado en misión, como unha nave espacial, a fiabilidade define-se como a probabilidade de sobrevivencia durante o período de misión obxectivo. Así, o primeiro fallo debe ocorrer con unha probabilidade desexada despois do período de misión obxectivo. Ademais, nun sistema/elemento mantible/reparable coa posibilidade de manutención, o rendemento mide-se polo dispoñible como indicador de fiabilidade. Nestes sistemas/elementos, é importante que estean en estado de operación (dispoñibles) en calquera momento, independentemente de calquera fallo anterior. Isto significa que o sistema pode ser mantido sempre que falle, polo que os únicos problemas son a frecuencia de fallos e o tempo de inactividade.
3.Modelización de Fiabilidade do Conversor.
As características de fallo dun conversor, como outros sistemas, comprenden tres períodos, incluíndo mortalidade infantil, vida útil e fase de desgaste, como se mostra na Fig. coñecida como a curva de banheira. Xeralmente, os fallos de mortalidade infantil están relacionados cos procesos de depuración e fabricación. Polo tanto, o conversor experimentará fallos aleatorios e de desgaste durante a operación. Os fallos aleatorios xeralmente teñen orixes externas, como corrente e tensión excesivas. Polo tanto, consideranse como fallos distribuídos exponencialmente durante a vida útil na curva de banheira. A taxa de fallos correspondente xeralmente predícese baseada en datos históricos de fiabilidade e experiencias operativas.
4.Fiabilidade do Sistema Eléctrico.
A fiabilidade do sistema eléctrico, tamén coñecida como suficiencia, é unha medida da súa capacidade para satisfacer os requisitos de potencia eléctrica e enerxía dos clientes dentro dos límites técnicos aceptables, tendo en conta as interrupcións de compoñentes. A principal medida empregada na avaliación da fiabilidade do sistema eléctrico é a disponibilidade dos seus compoñentes. A disponibilidade define-se como a probabilidade de que un elemento estea en estado de operación en calquera instante, dado que comezou a operar no instante cero. Esta sección presentará o concepto xeral da disponibilidade dos compoñentes con taxas de fallo constantes e variables no tempo. Ademais, a fiabilidade dos sistemas eléctricos e dos seus subsistemas será presentada.
5.Conclusión.
Este artigo propuxo un procedemento para conectar os conceptos de electrónica de potencia e fiabilidade do sistema eléctrico. A fiabilidade dos conversores electrónicos de potencia está incorporada na análise de fiabilidade do sistema eléctrico, o que pode ser beneficioso para a toma de decisións óptimas na planificación, operación e manutención dos sistemas eléctricos modernos. O modelizado detallado de fiabilidade dos sistemas eléctricos baseados en electrónica de potencia foi presentado desde o nivel de dispositivo ata o nivel de sistema. O impacto das taxas de fallo dos conversores no rendemento do sistema eléctrico foi ilustrado para diferentes aplicacións..
Fonte: IEEE Xplore
Declaración: Respetar o original, bons artigos merécen ser compartidos, se hai infracción por favor contacte para eliminar.
