Uključivanje pouzdanosti elektroničkih pretvarača snage u moderne analize pouzdanosti sustava snage

    Ovaj članak ima za cilj uključivanje modela pouzdanosti elektroničkih pretvarača u analizu pouzdanosti električnih sustava. Pouzdanost pretvarača sušteno je istraživana na razini uređaja i pretvarača prema analizi fizike otkaza. Međutim, optimalno donošenje odluka za dizajn, planiranje, operacije i održavanje elektroničkih pretvarača zahtijeva modeliranje pouzdanosti na razini sustava za električne sustave temeljene na elektronici. Stoga, ovaj članak predlaže postupak za procjenu pouzdanosti električnih sustava temeljenih na elektronici od razine uređaja do razine sustava. 

1.Uvod.

   Modernizacija elektroenergetskog sustava ključna je za pouzdanu i sigurnu dostavu struje s niskom ili nul-točkom emisijom ugljičnog dioksida. To zahtijeva upotrebu novih tehnologija i infrastrukture, kao i deregulaciju sektora električne energije. Nekoliko utvrđenih tehnologija ima značajan ulog u modernizaciji elektroenergetskih sustava, uključujući obnovljive izvore energije, skladišta, elektroničke sisteme prijenosa i distribucije, te e-mobilitet. Posebno, elektronika (PE) igra ključnu ulogu u procesu pretvorbe energije navedenih tehnologija . Posebno, orijentacija prema stotinama procenta obnovljivih energija povećala je važnost PE u budućim elektroenergetskim sustavima.

2.Koncept pouzdanosti.

    Pouzdanost definira se kao sposobnost sustava ili predmeta da funkcioniše pod željenim uvjetima unutar određenog vremenskog perioda . Prema toj definiciji, performanse sustava/predmeta moraju biti održane unutar određenog intervala u ciljanom vremenskom periodu. Ovisno o sustavu, mjere pouzdanosti mogu biti različite. Na primjer, u misijskom sustavu, poput svemirske letjelice, pouzdanost definira se kao vjerojatnost preživljavanja tijekom ciljane misije. Stoga, prvi put do otkaza s željenom vjerojatnošću mora biti duži od ciljanog vremenskog perioda misije. Nadalje, u održivom/ispopravljivom sustavu/predmetu s mogućnošću održavanja, performanse se mjeri dostupnošću kao pokazateljem pouzdanosti. U tim sustavima/predmetima, važno je imati ih u radnom stanju (dostupni) u bilo kojem trenutku bez obzira na bilo kakve prethodne otkaze. To znači da se sustav može održavati kad god dođe do otkaza, a stoga jedini problemi su frekvencija otkaza i vrijeme neaktivanosti.

3.Modeliranje pouzdanosti pretvarača.

    Karakteristike otkaza pretvarača, poput drugih sustava, uključuju tri razdoblja: infantilni smrtni slučajevi, korisni životni vijek i faza istrošenja, kako je prikazano na slici poznatoj kao kupa za kupańe. Obično, otkazi u fazi infantilnih smrtnih slučajeva vezani su za procese ispravljanja grešaka i proizvodnje. Stoga, pretvarač će doživjeti slučajne otkaze i otkaze zbog istrošenja tijekom rada. Slučajni otkazi obično imaju vanjske izvore, poput preopterećenja strujom i naprezanjem . Stoga, smatraju se eksponencijalno raspoređenim otkazima unutar korisnog životnog vijeka na krivulji kupa za kupańe . Odgovarajuća stopa otkaza obično se predviđa na temelju povijesnih podataka o pouzdanosti i iskustva s operacijama.

4.Pouzdanost električnog sustava.

    Pouzdanost električnog sustava, također poznata kao adekvatnost, jest mjera njegove sposobnosti da ispuni zahtjeve za električnom snagom i energijom korisnika unutar prihvatljivih tehničkih granica uzimajući u obzir otkaze komponenti . Glavna mjera korištena u procjeni pouzdanosti električnog sustava jest dostupnost njegovih komponenti. Dostupnost definira se kao vjerojatnost da se predmet nalazi u radnom stanju u bilo kojem trenutku  t   uz pretpostavku da je počeo raditi u trenutku nula. Ovaj odjeljak će predstaviti opće koncepte dostupnosti komponenti s konstantnim i varijabilnim stopama otkaza. Također će se predstaviti pouzdanost električnih sustava i njihovih pod-sustava.

5.Zaključak.

    Ovaj članak je predložio postupak za povezivanje koncepta pouzdanosti elektronike i električnih sustava. Pouzdanost elektroničkih pretvarača ugrađena je u analizu pouzdanosti električnih sustava, što može biti korisno za optimalno donošenje odluka u planiranju, operacijama i održavanju modernih električnih sustava. Detaljno modeliranje pouzdanosti električnih sustava temeljenih na elektronici prikazano je od razine uređaja do razine sustava. Utjecaj stopa otkaza pretvarača na performanse električnih sustava ilustriran je za različite primjene.

Izvor: IEEE Xplore

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vrijede podijeliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molimo o obrisanje.