Innkorporering av pålitelighet for strømoverføringskonvertere i moderne analyse av kraftsystemets pålitelighet
Denne artikkelen har som mål å integrere pålitelighetsmodellen for strømtransformatorer i pålitelighetsanalyse av kraftsystemer. Transformatorpålitelighet har blitt omfattende utforsket på enhets- og transformatornivå basert på feilfysiske analyser. Imidlertid krever optimal beslutningstaking for design, planlegging, drift og vedlikehold av strømtransformatorer systemnivåpålitelighetsmodellering av kraftsystemer basert på strømelektronikk. Derfor foreslår denne artikkelen en prosedyre for å evaluere påliteligheten til kraftsystemer basert på strømelektronikk fra enhetsnivå til systemnivå.
1.Introduksjon.
Modernisering av elektriske kraftsystemer er essensielt for pålitelig og sikkert kraftleveranse med lav eller null karbonavtrykk. Det krever innføring av nye teknologier og infrastruktur samt deregulering av kraftsektoren. Noen etablerte teknologier har en betydelig rolle i modernisering av kraftsystemer, inkludert fornybar energiressurser, lagring, elektronisk overføring og distribusjonssystemer, samt e-mobilitet. Merk at strømelektronikk (PE) spiller en grunnleggende rolle i energiomsetningsprosessen for de nevnte teknologiene. Spesielt intensiveres viktigheten av PE i fremtidige kraftsystemer når vi beveger oss mot hundre prosent fornybar energi.
2.Pålitelighetens konsept.
Pålitelighet defineres som evnen til et system eller en enhet til å fungere under ønskede forhold i løpet av en bestemt periode. Ifølge denne definisjonen må systemets/enhetens ytelse beholdes innen et angitt intervall i en målperiode. Avhengig av systemet kan pålitelighetsmålene være ulike. For eksempel, i et misjonsbasert system, som et romfartøy, defineres påliteligheten som sannsynligheten for overlevelse under målmissionsperioden. Derfor må det første tidsrommet til feil med en ønsket sannsynlighet være lenger enn målmissionsperioden. Videre, i et vedlikeholds-/reparasjonsmulig system/enhet, måres ytelsen ved tilgjengelighet som dens pålitelighetsindikator. I disse systemer/enheter er det viktig at de er i operativ tilstand (tilgjengelige) i ethvert øyeblikk uansett noen foregående feil. Dette betyr at systemet kan vedlikeholdes når som helst det feiler, og dermed er de eneste problemene feilfrekvens og nedetid.
3.Transformatorpålitelighetsmodellering.
Feilegenskapene til en transformator, som andre systemer, består av tre perioder, inkludert nyfødt dødsfall, nyttefull levetid og slitasje fase, som vist i figur. Denne kurven kalles ofte badekurven. Vanligvis er nyfødt dødsfall relatert til feilsøking og produksjonsprosesser. Derfor vil transformatoren oppleve tilfeldige sjanser og slitasje-feil under drift. De tilfeldige feilene har vanligvis eksterne kilder som overstrøm og overspenn. Derfor regnes de som eksponentielt fordelt feil i nyttefull levetid i badekurven. Den tilsvarende feilraten forutsies ofte basert på historiske pålitelighetsdata og driftserfaringer.
4.Kraftsystemets pålitelighet.
Kraftsystemets pålitelighet, også kjent som tilstrekkelighet, er et mål på evnen til å oppfylle elektriske kraft- og energibehov hos kunder innen akseptable tekniske grenser, med hensyn til komponentnedbrytninger. Hovedmålet brukt i vurdering av kraftsystemets pålitelighet er tilgjengeligheten til dens komponenter. Tilgjengelighet defineres som sannsynligheten for at en enhet er i drift til enhver tid, gitt at den startet å operere ved tidspunkt null. Denne seksjonen vil presentere det generelle konseptet om komponenttilgjengelighet med tidkonstante og tidvarierende feilrater. I tillegg vil påliteligheten til kraftsystemer og deres subsystemer bli presentert.
5.Konklusjon.
Denne artikkelen har foreslått en prosedyre for å knytte sammen strømelektronikk og kraftsystemets pålitelighetskonsepter. Påliteligheten til strømtransformatorer er integrert i kraftsystemets pålitelighetsanalyse, noe som kan være nyttig for optimal beslutningstaking i planlegging, drift og vedlikehold av moderne kraftsystemer. Det detaljerte pålitelighetsmodellen av kraftsystemer basert på strømelektronikk er presentert fra enhetsnivå til kraftsystemnivå. Effekten av transformatorfeilrater på kraftsystemets ytelse er illustrert for ulike anvendelser..
Kilde: IEEE Xplore
Erklæring: Respekt for originaliteten, godt innhold verdt å deles, ved infringement kontakt slett.
