Inkludering av pålitlighet för effektelektroniska omvandlare i modern analys av elkraftsystemets pålitlighet
Detta artikel syftar till att integrera pålitlighetsmodellen för kraftomvandlare i pålitlighetsanalysen av kraftsystem. Omvandlarpålitlighet har vidgat undersökts på enhets- och omvandlar-nivå enligt fysikbaserad felanalys. Optimal beslutsfattning för design, planering, drift och underhåll av kraftomvandlare kräver dock systemnivåpålitlighetsmodellering av kraftsystem baserade på kraftteknik. Därför föreslår denna artikel en procedur för att utvärdera pålitligheten hos kraftsystem baserade på kraftteknik från enhetsnivå upp till systemnivå.
1.Introduktion.
Modernisering av elektriska kraftsystem är nödvändig för tillförlitlig och säker eldistribution med låg eller noll koldioxidutsläpp. Det kräver införande av nya teknologier och infrastruktur samt avreglering av elsektorn. Vissa etablerade teknologier har en betydande roll i moderniseringen av kraftsystem, inklusive förnybara energikällor, lagring, elektroniska överförings- och distributionsystem, och e-mobilitet. Noterbart spelar kraftteknik (PE) en grundläggande roll i energiomvandlingsprocessen för de ovan nämnda teknologierna. Särskilt har rörelsen mot hundra procent förnybar energi ökat vikten av PE i framtida kraftsystem.
2.Pålitlighetens koncept.
Pålitlighet definieras som ett systems eller ett objekts förmåga att fungera under önskade förhållanden inom en specifik tidsperiod. Enligt denna definition måste systemets/objektets prestanda behållas inom ett angivet intervall under en målperiod. Beroende på systemet kan pålitlighetsmått variera. Till exempel, i ett uppdragsspecifikt system, som ett rymdfartyg, definieras pålitligheten som sannolikheten för överlevnad under den angivna uppdragsperioden. Därför måste det första felet med önskad sannolikhet inträffa efter måluppdragsperioden. Vidare, i ett underhållbart/reparerbart system/objekt med möjlighet till underhåll, mäts prestandan genom tillgänglighet som dess pålitlighetsindikator. I dessa system/objekt är det viktigt att ha dem i drift (tillgängliga) vid alla tillfällen oavsett eventuella fel före det tidpunkten. Det innebär att systemet kan underhållas närhelst det misslyckas, och således är de enda problemen fequensen av fel och nedtid.
3.Omvandlarpålitlighetsmodellering.
Felkaraktäristiken för en omvandlare, som andra system, består av tre perioder inklusive nyfödda mortalitet, användbar livslängd och slitagefas som visas i Fig. känd som badkarvkurvan. Vanligtvis är nyfödda mortalitetsfel relaterade till felsökning och tillverkningsprocesser. Därför kommer omvandlaren att uppleva slumpmässiga chanser och slitagefel under drift. Slumpmässiga chansfel har vanligtvis externa källor som överströmning och överspänning. Därför anses de vara exponentialfördelade fel inom användbar livslängd i badkarvkurvan. Den motsvarande felets frekvens förutsägs ofta baserat på historisk pålitlighetsdata och driftupplevelser.
4.Kraftsystemets pålitlighet.
Kraftsystemets pålitlighet, även känd som tillräcklighet, är ett mått på dess förmåga att uppfylla kundernas elfordringar och energibehov inom acceptabla tekniska gränser med hänsyn till komponentnedbrott. Det huvudsakliga måttet som används i bedömningen av kraftsystemets pålitlighet är tillgängligheten av dess komponenter. Tillgänglighet definieras som sannolikheten att ett objekt är i drift vid någon given tidpunkt
5.Slutsats.
Denna artikel har föreslagit en procedur för att koppla samman kraftteknik och kraftsystemets pålitlighetsbegrepp. Pålitligheten för kraftomvandlare har integrerats i kraftsystemets pålitlighetsanalys, vilket kan vara gynnsamt för optimal beslutsfattning inom planering, drift och underhåll av moderna kraftsystem. Den detaljerade pålitlighetsmodelleringen av kraftsystem baserade på kraftteknik har presenterats från enhetsnivå upp till kraftsystemsnivå. Effekten av omvandlarens feleffekter på kraftsystemets prestanda har illustrerats för olika tillämpningar.
Källa: IEEE Xplore
Förklaring: Respektera original, bra artiklar är värda delas, vid infraktion kontakta för radering.
