आधुनिक विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता विश्लेषण में पावर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स की विश्वसनीयता समाविष्ट करना

    यह लेख पावर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टरों के रिलायबिलिटी मॉडल को पावर सिस्टम रिलायबिलिटी विश्लेषण में शामिल करने का उद्देश्य रखता है। कन्वर्टर रिलायबिलिटी फेल्युर ऑफ फिजिक्स विश्लेषण के अनुसार डिवाइस- और कन्वर्टर-स्तर पर व्यापक रूप से अध्ययन की गई है। हालाँकि, पावर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टरों के डिजाइन, योजना, संचालन और रखरखाव के लिए विधि-आधारित निर्णय लेने के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक-आधारित पावर सिस्टम का सिस्टम-स्तर पर रिलायबिलिटी मॉडलिंग आवश्यक है। इसलिए, यह लेख डिवाइस-स्तर से सिस्टम-स्तर तक पावर इलेक्ट्रॉनिक-आधारित पावर सिस्टम की रिलायबिलिटी का मूल्यांकन करने की एक प्रक्रिया प्रस्तावित करता है। 

1.परिचय।

   विद्युत पावर सिस्टम का आधुनिकीकरण निश्चित और सुरक्षित पावर डिलीवरी के लिए आवश्यक है, जिसमें कार्बन फुटप्रिंट लगभग शून्य हो। इसके लिए नए प्रौद्योगिकियों और बुनियादी ढांचे की तैनाती और विद्युत क्षेत्र के विनियमन को हटाने की आवश्यकता होती है। कुछ स्थापित प्रौद्योगिकियाँ पावर सिस्टम के आधुनिकीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, जिनमें नवीकरणीय ऊर्जा संसाधन, स्टोरेज, इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसमिशन और डिस्ट्रीब्यूशन सिस्टम, और ई-मोबिलिटी शामिल हैं। विशेष रूप से, पावर इलेक्ट्रॉनिक (PE) उपर्युक्त प्रौद्योगिकियों की ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। विशेष रूप से, एक सौ प्रतिशत नवीकरणीय ऊर्जा की ओर बढ़ने से भावी पावर सिस्टमों में PE की महत्वता बढ़ गई है।

2.रिलायबिलिटी की अवधारणा।

    रिलायबिलिटी को एक सिस्टम या आइटम की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो एक निश्चित समयावधि में वांछित स्थितियों के तहत कार्य कर सकता है। इस परिभाषा के अनुसार, सिस्टम/आइटम का प्रदर्शन लक्ष्य समयावधि के दौरान निर्दिष्ट अंतराल में बनाए रखा जाना चाहिए। एक सिस्टम के आधार पर, रिलायबिलिटी माप अलग-अलग हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक मिशन-आधारित सिस्टम, जैसे एक अंतरिक्ष यान, रिलायबिलिटी को लक्ष्य मिशन समयावधि के दौरान जीवित रहने की संभावना के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसलिए, वांछित संभावना के साथ पहली बार फेल होने का समय लक्ष्य मिशन समयावधि से अधिक होना चाहिए। इसके अलावा, रखरखाव/रिपेयर की संभावना के साथ एक रखरखाव योग्य/रिपेयर योग्य सिस्टम/आइटम में, प्रदर्शन उपलब्धता के रूप में मापा जाता है, जो इसका रिलायबिलिटी संकेतक है। इन सिस्टम/आइटम में, यह महत्वपूर्ण है कि वे किसी भी समय पर संचालन अवस्था (उपलब्ध) में हों, चाहे उस समय से पहले किसी भी फेल होने की स्थिति की उपस्थिति के बावजूद। यह इसका अर्थ है कि सिस्टम जब भी फेल होता है, तो उसे रखरखाव किया जा सकता है और इसलिए एकमात्र मुद्दे फेल होने की आवृत्ति और डाउनटाइम हैं।

3.कन्वर्टर रिलायबिलिटी मॉडलिंग।

    एक कन्वर्टर की फेल विशेषताएं, अन्य सिस्टमों की तरह, तीन अवधियों से गुजरती हैं, जिनमें बच्चों की मृत्यु, उपयोगी जीवनकाल और विघटन अवधि शामिल हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, जिसे बैथटब वक्र के रूप में जाना जाता है। आमतौर पर, बच्चों की मृत्यु फेल को डीबगिंग और निर्माण प्रक्रियाओं से जोड़ा जाता है। इसलिए, कन्वर्टर संचालन के दौरान यादृच्छिक और विघटन फेल का अनुभव करेगा। यादृच्छिक फेल आमतौर पर बाहरी स्रोतों, जैसे ओवरकरंट और ओवरवोल्टेज से संबंधित होते हैं। इसलिए, वे बैथटब वक्र में उपयोगी जीवनकाल के दौरान घातांकीय रूप से वितरित फेल के रूप में माने जाते हैं। संबंधित फेल दर आमतौर पर ऐतिहासिक रिलायबिलिटी डेटा और संचालन अनुभवों के आधार पर पूर्वानुमान की जाती है।

4.पावर सिस्टम रिलायबिलिटी।

    पावर सिस्टम रिलायबिलिटी, जिसे योग्यता के रूप में जाना जाता है, उसकी क्षमता का माप है, जिसमें ग्राहकों के विद्युत पावर और ऊर्जा की आवश्यकताओं को स्वीकार्य तकनीकी सीमाओं के भीतर घटकों के अवसान के दौरान पूरा किया जाता है। पावर सिस्टम रिलायबिलिटी मूल्यांकन में प्रयोग किए जाने वाले मुख्य माप इसके घटकों की उपलब्धता है। उपलब्धता को एक आइटम की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो किसी भी समय पर संचालन अवस्था में होता है, जिसकी शुरुआत शून्य समय पर हुई थी। इस खंड में समय-स्थिर और समय-परिवर्ती फेल दरों के साथ घटकों की उपलब्धता की सामान्य अवधारणा प्रस्तुत की जाएगी। इसके अलावा, पावर सिस्टम और उनके उप-सिस्टमों की रिलायबिलिटी प्रस्तुत की जाएगी।

5.निष्कर्ष।

    यह लेख पावर इलेक्ट्रॉनिक और पावर सिस्टम रिलायबिलिटी की अवधारणाओं को जोड़ने की एक प्रक्रिया प्रस्तावित करता है। पावर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टरों की रिलायबिलिटी को पावर सिस्टम रिलायबिलिटी विश्लेषण में शामिल किया गया है, जो आधुनिक पावर सिस्टमों के योजना, संचालन और रखरखाव में विधि-आधारित निर्णय लेने के लिए लाभदायक हो सकता है। डिवाइस-स्तर से पावर सिस्टम-स्तर तक पावर इलेक्ट्रॉनिक-आधारित पावर सिस्टम की विस्तृत रिलायबिलिटी मॉडलिंग प्रस्तुत की गई है। विभिन्न अनुप्रयोगों में कन्वर्टर फेल दरों का पावर सिस्टम प्रदर्शन पर प्रभाव दिखाया गया है।।

स्रोत: IEEE Xplore

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