Integratie van de betrouwbaarheid van elektronische stroomomvormers in moderne stroomsystemenbetrouwbaarheidsanalyse
Dit artikel streeft ernaar het betrouwbaarheidsmodel van elektronische krachtomzetters in te voeren in de betrouwbaarheidsanalyse van elektriciteitsnetwerken. De betrouwbaarheid van omzetters is breed onderzocht op apparaat- en omzetterniveau volgens de fysica van foutanalyse. Echter, optimale besluitvorming voor het ontwerp, plannen, bedrijf en onderhoud van elektronische krachtomzetters vereist systeemniveau betrouwbaarheidsmodellering van elektronica-gebaseerde elektriciteitsnetwerken. Daarom stelt dit artikel een procedure voor om de betrouwbaarheid van elektronica-gebaseerde elektriciteitsnetwerken te evalueren van apparaatniveau tot systeemniveau.
1.Inleiding
De modernisering van elektriciteitsnetwerken is essentieel voor betrouwbare en veilige energielevering met een laag tot nul koolstofvoetafdruk. Het vereist de implementatie van nieuwe technologieën en infrastructuur, evenals de deregulering van de elektriciteitssector. Sommige gevestigde technologieën spelen een aanzienlijke rol in de modernisering van elektriciteitsnetwerken, waaronder hernieuwbare energiebronnen, opslagsystemen, elektronische overdrachts- en distributiesystemen, en e-mobiliteit. Merkwaardig genoeg speelt elektronica (PE) een ondersteunende rol in het energieconversieproces van de voornoemde technologieën. Vooral de toename naar honderd procent hernieuwbare energie heeft de belangrijkheid van PE in toekomstige elektriciteitsnetwerken versterkt.
2.Het concept van betrouwbaarheid
Betrouwbaarheid wordt gedefinieerd als de mogelijkheid van een systeem of item om te functioneren onder gewenste omstandigheden binnen een specifieke periode. Volgens deze definitie moet de prestatie van het systeem/item binnen een gespecificeerde periode worden behouden gedurende de doelperiode. Afhankelijk van het systeem kunnen de betrouwbaarheidsmaten verschillen. Bijvoorbeeld, in een missie-gebaseerd systeem, zoals een ruimtevaartuig, wordt betrouwbaarheid gedefinieerd als de kans op overleving tijdens de doelmissieperiode. Dus, de eerste keer dat er een storing optreedt met een bepaalde kans, moet langer zijn dan de doelmissieperiode. Bovendien, in een onderhouds-/reparabeel systeem/item, wordt de prestatie gemeten door de beschikbaarheid als indicator voor betrouwbaarheid. In deze systemen/items is het belangrijk dat ze in de werkende staat (beschikbaar) zijn op elk moment, ongeacht eventuele storingen die daarvoor plaatsvonden. Dit betekent dat het systeem kan worden onderhouden wanneer het faalt en dus de enige zorgen de frequentie van storingen en downtime zijn.
3.Modellering van de betrouwbaarheid van omzetters
De storingkenmerken van een omzetter, net als bij andere systemen, bestaan uit drie periodes: kindersterfte, bruikbare levensduur en slijtagefase, zoals weergegeven in Fig. bekend als de badkuivorm. Meestal zijn de kindersterfte-storingen gerelateerd aan de debugging- en productieprocessen. Daarom zal de omzetter willekeurige kansen en slijtage-storingen ervaren tijdens de operatie. Willekeurige kansen hebben meestal externe bronnen zoals overstroming en overspanning. Daarom worden ze beschouwd als exponentieel verdeelde storingen binnen de bruikbare levensduur in de badkuivorm. De corresponderende storingssnelheid wordt meestal voorspeld op basis van historische betrouwbaarheidsgegevens en operationele ervaringen.
4.Betrouwbaarheid van elektriciteitsnetwerken
De betrouwbaarheid van elektriciteitsnetwerken, ook bekend als adequaatheid, is een maat voor de mogelijkheid om de elektrische energie-eisen van klanten binnen aanvaardbare technische grenzen te voldoen, rekening houdend met componentenuitval. De belangrijkste maat die wordt gebruikt in de betrouwbaarheidsbeoordeling van elektriciteitsnetwerken is de beschikbaarheid van de componenten. Beschikbaarheid wordt gedefinieerd als de kans dat een item op elk moment in werking is, gegeven dat het begon te werken op tijdstip nul. Deze sectie presenteert het algemene concept van componentenbeschikbaarheid met constante en variërende storingssnelheden. Bovendien worden de betrouwbaarheid van elektriciteitsnetwerken en hun subsystemen gepresenteerd.
5.Conclusie
Dit artikel stelt een procedure voor om de concepten van elektronica en de betrouwbaarheid van elektriciteitsnetwerken met elkaar te verbinden. De betrouwbaarheid van elektronische krachtomzetters wordt geïncorporeerd in de betrouwbaarheidsanalyse van elektriciteitsnetwerken, wat nuttig kan zijn voor optimale besluitvorming bij het plannen, bedrijf en onderhoud van moderne elektriciteitsnetwerken. Een gedetailleerde betrouwbaarheidsmodellering van elektronica-gebaseerde elektriciteitsnetwerken is gepresenteerd van apparaatniveau tot systeemniveau. De impact van de storingssnelheden van omzetters op de prestaties van elektriciteitsnetwerken is geïllustreerd voor verschillende toepassingen..
Bron: IEEE Xplore
Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een schending van rechten is wordt verzoekt om verwijdering.
