Güç Elektronik Dönüştürücülerinin Güvenilirliğinin Modern Güç Sistemleri Güvenilirlik Analizine Entegrasyonu
Bu makale, güç elektronik dönüştürücülerinin güvenilirlik modelini güç sistemlerinin güvenilirlik analizine dahil etmeyi amaçlamaktadır. Dönüştürücü güvenilirliği, başarısızlık analizi fiziği doğrultusunda genellikle cihaz ve dönüştürücü seviyelerinde geniş bir şekilde incelenmiştir. Ancak, güç elektronik dönüştürücülerin tasarım, planlama, işletme ve bakım için en iyi karar alma, güç elektronik tabanlı güç sistemlerinin sistem seviyesinde güvenilirlik modellemesini gerektirir. Bu nedenle, bu makale, cihaz seviyesinden sistem seviyesine kadar güç elektronik tabanlı güç sistemlerinin güvenilirliğini değerlendirmek için bir prosedür önermektedir.
1.Giriş.
Elektrik güç sisteminin modernizasyonu, düşük veya sıfır karbon ayak izi ile güvenli ve güvenilir güç sağlama için gereklidir. Bu, yeni teknolojilerin ve altyapının dağıtılmasını ve elektrik sektörünün düzenlenmesini gerektirir. Yenilenebilir enerji kaynakları, depolama sistemleri, elektronik iletim ve dağıtım sistemleri ve e-mobilite gibi bazı kurumsal teknolojiler, güç sistemlerinin modernizasyonunda önemli rol oynamaktadır. Özellikle, güç elektronik (GE) söz konusu teknolojilerin enerji dönüştürme sürecinde temel bir rol oynar. Özellikle, yüzde yüz yenilenebilir enerjiye doğru ilerleme, GE'nin gelecekteki güç sistemlerindeki önemini artırmıştır.
2.Güvenilirlik Kavramı.
Güvenilirlik, bir sistemin veya öğenin belirli bir zaman diliminde istenen koşullar altında çalışabilme yeteneği olarak tanımlanır. Bu tanım uyarınca, sistemin/öğenin performansı hedeflenen zaman diliminde belirtilen aralıkta korunmalıdır. Bir sisteme bağlı olarak, güvenilirlik ölçüleri farklı olabilir. Örneğin, bir uzay aracı gibi görev tabanlı bir sistemde, güvenilirlik hedeflenen görev süresi boyunca hayatta kalma olasılığı olarak tanımlanır. Bu nedenle, ilk başarısızlığın hedeflenen görev süresinden daha uzun olması gerekir. Ayrıca, bakımı mümkün olan/ondarılabilir bir sistemin/öğenin performansı, kullanılabilirliği olarak ölçülür. Bu sistemlerde/öğelerde, herhangi bir başarısızlık oluşmasından önce her anında işletme halinde olması önemlidir. Bu, sistem her başarısızlık olduğunda onarılabileceği anlamına gelir ve bu nedenle tek sorunlar, başarısızlık sıklığı ve kapalı kalma süresidir.
3.Dönüştürücü Güvenilirlik Modellemesi.
Bir dönüştürücünün başarısızlık özellikleri, diğer sistemler gibi, yavru ölümlülük, kullanışlı ömür ve aşınma fazlarından oluşur, Şekilde gösterildiği gibi batya eğrisi olarak bilinir. Genellikle, yavru ölümlülük başarısızlıkları, hata ayıklama ve üretim süreçleriyle ilişkilidir. Bu nedenle, dönüştürücü, operasyon sırasında rastgele şans ve aşınma başarısızlıklarını yaşayacaktır. Rastgele şans başarısızlıkları genellikle dış kaynaklardan, örneğin aşırı akım ve aşırı voltajdan kaynaklanır. Bu nedenle, bu tür başarısızlıklar, batya eğrisindeki kullanışlı ömrün içinde üssel dağılım gösteren başarısızlıklar olarak kabul edilir. İlgili başarısızlık oranı genellikle geçmiş güvenilirlik verileri ve işletme deneyimlerine dayanarak tahmin edilir.
4.Güç Sistemi Güvenilirliği.
Güç sistemi güvenilirliği, yani uygunluk, bileşen aksaklıklarını dikkate alarak müşterilerin elektrik gücü ve enerji ihtiyaçlarını kabul edilebilir teknik sınırlar içinde karşılayabilme ölçüsüdür. Güç sistemi güvenilirliğinin değerlendirilmesinde kullanılan ana ölçüm, bileşenlerin kullanılabilirliğidir. Kullanılabilirlik, bir öğenin her anında işlem halinde olma olasılığı olarak tanımlanır. Bu bölüm, zaman-sabit ve zaman-değişken başarısızlık oranlarıyla bileşenlerin kullanılabilirliğinin genel kavramını sunacak. Ayrıca, güç sistemlerinin ve alt sistemlerinin güvenilirliği de sunulacaktır.
5.Sonuç.
Bu makale, güç elektronik ve güç sistem güvenilirliği kavramları arasında köprü oluşturmak için bir prosedür önermektedir. Güç elektronik dönüştürücülerinin güvenilirliği, güç sistemi güvenilirliği analizine dahil edilmiştir, bu da modern güç sistemlerin planlama, işletme ve bakım için en iyi karar alma açısından faydalı olabilir. Cihaz seviyesinden güç sistem seviyesine kadar detaylı güvenilirlik modellemesi sunulmuştur. Dönüştürücü başarısızlık oranlarının güç sistemi performansı üzerindeki etkisi, farklı uygulamalar için gösterilmiştir..
Kaynak: IEEE Xplore
Açıklama: Orijinali saygı değerdir, iyi makaleler paylaşılabilir, telif hakkı ihlali olduğu halde silme isteği ile bağlantıya geçiniz.
