Vključevanje zanesljivosti pretvornikov električne energije v sodobno analizo zanesljivosti elektroenergetskega sistema
Ta članek se namenja vključitvi zanesljivostnega modela pretvornikov električne energije v analizo zanesljivosti električnih sistemov. Zanesljivost pretvornikov je bila široko raziskana na ravni naprav in pretvornikov glede na analizo fizikalne nezanesljivosti. Vendar pa optimalno odločanje pri načrtovanju, izvedbi, delovanju in vzdrževanju pretvornikov zahteva sistemsko modeliranje zanesljivosti električnih sistemov, temelječih na elektroniki. Zaradi tega ta članek predlaga postopek za ocenjevanje zanesljivosti električnih sistemov, temelječih na elektroniki, od ravni naprav do sistemskih ravni.
1.Uvod
Modernizacija električnih sistemov je ključna za zanesljivo in varno dostavo električne energije s nizko ali ničelno ogljično odtisom. To zahteva uporabo novih tehnologij in infrastrukture ter deregulacijo sektorja električne energije. Nekatere uveljavljene tehnologije igrajo pomembno vlogo pri modernizaciji električnih sistemov, vključno z obnovljivimi viri energije, shrambami, elektronskimi prenosnimi in distribucijskimi sistemi ter električnim prometom. Opomba: Elektronika (PE) igra podporno vlogo v procesu pretvorbe energije zgoraj navedenih tehnologij. Še posebej se povečuje pomen PE v prihodnjih električnih sistemih s strani sto odstotkov obnovljivih virov energije.
2.Koncept zanesljivosti
Zanesljivost je definirana kot sposobnost sistema ali elementa, da deluje pod želenimi pogoji v določenem časovnem obdobju. Po tej definiciji mora biti zmogljivost sistema/elementa ohranjena v določenem intervalu v ciljnem časovnem obdobju. Odvisno od sistema so lahko merila zanesljivosti različna. Na primer, v misijskem sistemu, kot je vesoljski pogon, je zanesljivost definirana kot verjetnost preživetja med ciljnim misijskim obdobjem. Torej, prvi čas do odpovedi z želeno verjetnostjo mora biti daljši od ciljnega misijskega obdobja. Poleg tega, v vzdržljivem/odpravljenem sistemu/elementu, ki omogoča vzdrževanje, je zmogljivost merilo njegove zanesljivosti. V teh sistemih/elementih je pomembno, da so v stanju delovanja (zmogljivi) v katerem koli trenutku, ne glede na morebitne odpovedi pred tem časom. To pomeni, da se sistem lahko vzdržuje, ko odpade, in tako so edini problemi frekvenca odpovedi in čas brez delovanja.
3.Modeliranje zanesljivosti pretvornikov
Značilnosti odpovedi pretvornika, podobno kot pri drugih sistemih, vključujejo tri obdobja: mladostna smrtnost, uporabno življenjsko dobo in fazo utrujenosti, kot je prikazano na Sliki, znani kot krivulja kadilnice. Mladostna smrtnost je običajno povezana z odpravljanjem in proizvodnjo. Torej, pretvornik bo doživel naključne možnosti in odpovedi zaradi utrujenosti med delovanjem. Naključne odpovedi imajo običajno zunanje vire, kot so pretok in presežek napetosti. Zato se obravnavajo kot eksponentno porazdeljene odpovedi v uporabni življenjski dobni krivulji kadilnice. Ustrezen stopnja odpovedi se običajno napove na podlagi zgodovinskih podatkov o zanesljivosti in operativnih izkušenj.
4.Zanesljivost električnih sistemov
Zanesljivost električnih sistemov, znan tudi kot zadostnost, je mera njihove sposobnosti, da ustrezajo zahtevam za električno energijo strank v sprejemljivih tehničnih mejah, upoštevajoč odpovedi komponent. Glavna mera, uporabljena pri ocenjevanju zanesljivosti električnih sistemov, je zmogljivost njegovih komponent. Zmogljivost je definirana kot verjetnost, da je element v stanju delovanja v katerem koli trenutku, če je začel delovati v trenutku nič. Ta odsek bo predstavil splošen koncept zmogljivosti komponent z stalnimi in spremenljivimi stopnjami odpovedi. Poleg tega bo predstavljena zanesljivost električnih sistemov in njihovih podsistemi.
5.Zaključek
Ta članek je predlagal postopek, da poveže koncepte zanesljivosti elektronike in električnih sistemov. Zanesljivost pretvornikov električne energije je vključena v analizo zanesljivosti električnih sistemov, kar je koristno za optimalno odločanje pri načrtovanju, delovanju in vzdrževanju sodobnih električnih sistemov. Podrobno modeliranje zanesljivosti električnih sistemov, temelječih na elektroniki, je predstavljeno od ravni naprav do sistemskih ravni. Vpliv stopnje odpovedi pretvornikov na zmogljivost električnih sistemov je ilustriran za različne uporabe..
Vir: IEEE Xplore
Prijava: Spoštujemo original, dobre članke so vredne delitve, če gre za kršitev avtorskih pravic, prosim kontaktirajte z zahtevo za odstranitev.
