iekļaujot elektroenerģijas elektronisko pārveidotāju uzticamību modernās elektrotīklu uzticamības analizē
Šis raksts mēģina iekļaut strāvas pārveidotāju uzticamības modeli elektrosistēmu uzticamības analizē. Pārveidotāju uzticamība ir plaši izpētīta, balstoties uz kļūdu fizikas analīzi gan ierīču, gan pārveidotāju līmenī. Tomēr, lai pieņemtu optimālus lēmumus par strāvas pārveidotāju dizainu, plānošanu, darbību un apkopi, nepieciešama sistēmas līmeņa uzticamības modelēšana strāvas elektronikas balstītās elektrosistēmām. Tādēļ šajā rakstā tiek piedāvāts process, kas ļauj novērtēt strāvas elektronikas balstīto elektrosistēmu uzticamību no ierīču līmeņa līdz sistēmas līmenim.
1.Ievads
Elektrosistēmu modernizācija ir būtiska, lai nodrošinātu uzticamu un drošu enerģijas piegādi ar zemu vai nulles oglekļa emisiju līmeni. Tas prasa jaunu tehnoloģiju un infrastruktūras izmantošanu, kā arī elektroenerģijas sektora deregulāciju. Dažas iestatītās tehnoloģijas spēlē nozīmīgu lomu elektrosistēmu modernizācijā, tostarp atjaunojamās enerģijas resursi, krājumi, elektroniskas pārraides un sadalīšanas sistēmas, un e-mobilitāte. Vērts atzīmēt, ka strāvas elektronika (PE) spēlē pamatisko lomu minēto tehnoloģiju enerģijas pārveidošanas procesā. Īpaši, pāreja uz simtiem procentiem atjaunojamām enerģijas avotiem ir stiprinājusi PE nozīmi nākotnes elektrosistēmās.
2.Uzticamības koncepts
Uzticamība tiek definēta kā sistēmas vai vienības spēja funkcionēt vēlamās apstākļos noteiktā laika periodā. Šai definīcijai saskaņā sistēmas/vienības veiktspēja jānoturējas noteiktā intervālā mērķa laika periodā. Atkarībā no sistēmas, uzticamības mēriekļi var atšķirties. Piemēram, misijas balstītās sistēmas, piemēram, kosmosa kuģis, uzticamība tiek definēta kā izdzīvošanas varbūtība mērķa misijas periodā. Tātad, pirmā kļūda ar vēlamo varbūtību jābūt ilgākai par mērķa misijas periodu. Turklāt, uzticamās/remontējamās sistēmas/vienības, kurās ir iespējama apkope, veiktspēja tiek mērīta pieejamībā kā tās uzticamības rādītājs. Šajās sistēmās/vienībās ir svarīgi, lai tās būtu operatīvā stāvoklī (pieejamas) jebkurā brīdī, neatkarīgi no tā, vai iepriekš notikušas kādas kļūdas. Tas nozīmē, ka sistēma var tikt apkopota, kad tikai tā nomirst, un tātad vienīgie jautājumi ir kļūdu biežums un neapdrošinātības laiks.
3.Pārveidotāju uzticamības modelēšana
Pārveidotāju kļūdu īpašības, tāpat kā citām sistēmām, ietver trīs periodus - dēļa nomira, noderīga dzīveslaiks un iznīcināšanas fāze, kā to rāda attēls, pazīstams kā "vannas" kārtējais. Parasti, dēļa nomiras kļūdas saistītas ar atkļūdošanu un ražošanu. Tādēļ, pārveidotājs pieredzēs gadījuma un iznīcināšanas kļūdas operācijā. Gadījuma kļūdas parasti ir ārējas avoti, piemēram, pārslogums un pārspriegums. Tādēļ, tās tiek uzskatītas par eksponenciāli sadalītām kļūdām noderīgā dzīveslaikā "vannas" kārtējā. Atbilstošais kļūdu koeficients parasti tiek prognozēts, balstoties uz vēsturiskajiem uzticamības datiem un operatīvām pieredzēm.
4.Elektrosistēmu uzticamība
Elektrosistēmu uzticamība, kas pazīstama kā pietiekamība, ir mērs tās spējai izpildīt klientu elektriskās enerģijas un enerģijas prasības, ņemot vērā pieņemamus tehniskos robežvērtībus, ņemot vērā komponentu apturēšanu. Galvenais mērs, kas tiek izmantots elektrosistēmu uzticamības novērtēšanā, ir tās komponentu pieejamība. Pieejamība tiek definēta kā varbūtība, ka vienība ir operatīvā stāvoklī jebkurā mirkļa laikā, ņemot vērā, ka tā sāka darboties mirkļa laikā nulle. Šajā sadaļā tiks paskaidroti vispārējie komponentu pieejamības koncepti ar nemainīgu un mainīgu kļūdu koeficientu. Tāpat tiks paskaidrotas elektrosistēmu un to apakšsistēmu uzticamība.
5.Secinājums
Šis raksts piedāvā procesu, lai savienotu strāvas elektronikas un elektrosistēmu uzticamības konceptus. Strāvas pārveidotāju uzticamība ir iekļauta elektrosistēmu uzticamības analizē, kas var būt noderīga optimālu lēmumu pieņemšanai plānošanā, darbībā un modernāko elektrosistēmu apkopē. Detalizēta strāvas elektronikas balstīto elektrosistēmu uzticamības modelēšana ir sniegta no ierīču līmeņa līdz elektrosistēmas līmenim. Pārveidotāju kļūdu koeficientu ietekme uz elektrosistēmu veiktspēku ir parādīta dažādām lietojumprogrammām..
Avots: IEEE Xplore
Paziņojums: Ciena originālam, labi raksti ir vērtīgi dalīties, ja ir autortiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai to dzēstu.
