ترجمه فارسی عنوان مقاله

تکنیک جدید ارزیابی قابلیت اطمینان برای اینورترهای چندسطحی

عنوان انگلیسی

A New Reliability Evaluation Technique for MultiLevel Inverters

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
52957	2013	6 صفحه PDF

منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference, Date of Conference: 13-14 Feb. 2013 Page(s): 361 - 366 E-ISBN : $tmp} Print ISBN: 978-1-4673-4481-4

فهرست مطالب ترجمه فارسی

عبارات کلیدی

چکیده

مقدمه

توپولوژ‌ی‌های مرسوم برای اینورترهای چندسطحی

توپولوژی پل H متوالی

شکل1. دیاگرام تک‌خطی یک اینورتر پنج سطحی با توپولوژی پل H متوالی پنج‌سحطی

ب. توپولوژی با دیود کلمپ شده

شکل2. دیاگرام تک‌خطی یک اینورتر پنج‌سطحی با توپولوژی دیود کلمپ‌شده

ج. توپولوژی خازن شناور

شکل3. دیاگرام تک‌خطی یک اینورتر پنج‌سطحی با توپولوژی خازن شناور

د. توپولوژی ماژولار

شکل4. دیاگرام تک‌خطی یک اینورتر پنج‌سطحی با توپولوژی ماژولار.

ه. توپولوژی چندمنبعه

شکل5. دیاگرام تک‌خطی یک اینورتر پنج‌سطحی با توپولوژی چندمنبعه.

3. روش‌شناسی ارزیابی قابلیت اطمینان

شکل6. بلوک دیاگرام روش ارائه شده برای ارزیابی قابلیت اطمینان اینورترهای چندسطحی.

4. مطالعه‌ی موردی

شکل7. شکل‌موج ولتاژ یک اینورتر پل H متوالی پنج‌سطحی- همه‌ی اجزای تشکیل دهنده در وضعیت up هستند.

شکل8. سطوح تک هارمونیک‌های یک اینورتر پل H متوالی پنج‌سطحی- همه‌ی اجزا در وضعیت up هستند.

شکل9. دیاگرام تک‌خطی یک اینورتر پنج‌سطحی با توپولوژی پل H متوالی- جزء 1 در حالت قطعی است.

شکل10. شکل‌موج ولتاژ یک اینورتر پل H متوالی پنج سطحی- همه‌ی اجزا به غیر از جزء 1 در وضعیت up هستند.

شکل11. سطوح تک هارمونیک‌های یک اینورتر پل H متوالی پنج سطحی- همه‌ی اجزا به غیر از جزء 1 در وضعیت up هستند.

جدول1. محتوای هارمونیکی مربوط به شکل‌موج خروجی یک اینورتر چندسطحی پل H متوالی در وضعیت‌های مختلف

جدول2. ضرایب شکل‌دهی متناظر با شکل‌موج خروجی یک اینورتر چندسطحی پل H متوالی در وضعیت‌های مختلف

جدول3. مقایسه‌ی بین محتوای هارمونیکی متناظر با اینورترهای چندسحطی با توپولوژی‌های مختلف

جدول4. مقایسه‌ی بین شاخص قابلیت اطمینان متناظر با اینورترهای چندسطحی با توپولوژی‌های مختلف

نتیجه‌گیری

ترجمه کلمات کلیدی

اعوجاج هارمونیکی، اینورتر چندسطحی، ارزیابی قابلیت اطمینان -

کلمات کلیدی انگلیسی

Harmonic distortion, multi-level inverter, reliability evaluation,

ترجمه چکیده

اینورترهای چندسطحی نقش کلیدی در ریزشبکه‌های نوین با منابع انرژی تجدیدپذیر ایفا می‌کنند. قابلیت اطمینان اینورترهای چندسطحی، به عنوان رابط واحدهای تجدیدپذیر، آثار بسیار مهمی روی تامین نیاز الکتریکی مشترکین متصل به شبکه دارد. بنابراین، این مقاله یک تکنیک نوین برای ارزیابی قابلیت اطمینان اینورترهای چندسطحی معرفی می‌کند. این روش مبتنی بر روش برشماری وضعیت است. برخلاف روش‌های قبلی، روش جدید در برگیرنده‌ی سطوح اعوجاج اهرمونیکی تولید شده توسط اینورتر در محاسبات شاخص قابلیت اطمینان می‌باشد. بدون از دست دادن کلیت مساله، در اینجا تنها تک خرابی خازن‌ها و کلیدهای نیمه‌هادی در نظر گرفته می‌شود که به سادگی می‌توان آن را گسترش داد تا دیگر اجزا را نیز شامل شود. با بکارگیری این تکنی توسعه یافته، می‌توان قابلیت اطمینان انواع توپولوژی‌های چندسطحی را تخمین زد و لذا با مصالحه بین قابلیت اطمینان، راندمان و هزینه‌ی سرمایه‌گذاری اولیه، تصمیم‌گیری کرد. در شبیه‌سازی‌ها، مجموعه‌ای از شاخص‌های قابلیت اطمینان برای چند توپولوژی اینورتر چندسطحی محاسبه می‌شود تا کارائی روش ارائه شده به اثبات برسد

ترجمه مقدمه

امروزه، ریزشبکه‌ها به عنوان راهکاری برای کاهش بحران آینده‌ی انرژی و معضلات مربوط قابلیت اطمینان مطرح‌ هستند. یک ریزشبکه‌ی مرسوم شامل مجموعه‌ای از واحدهای تولیدی، مجموعه‌ای از تجهیزات ذخیره‌ی انرژی و بارهاست. یک ریزشبکه قادر است انرژی الکتریکی مشترکین را حتی وقتی که ریزشبکه از سیستم قدرت جدا شده است، تامین کند. واحدهای تولیدی موجود در یک ریزشبکه معمولا از نوع منابع انرژی تجدیدپذیرند. این واحدهای تجدیدپذیر نیز به صورت معمول توسط اینورترها به شبکه (network) متصل می‌شوند. محدودیت فناوری‌ نیمه‌هادی‌ها در کنار اعوجاج هارمونیکی دلایل اصلی استفاده از اینورترهای چندسطحی است [1]. تاکنون، توپولوژی‌های مختلفی برای اینورترهای چندسطحی ارائه و در نوشته‌های فنی بررسی شده است [2]-[5]. این توپولوژی‌ها دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که در زمان انتخاب باید بدان‌ها توجه داشت. در بین این عوامل، قابلیت اطمینان و مصرف بی‌باری، یعنی راندمانف مهم‌ترین عوامل هستند. راندمان توپولوژی‌های مختلف اینورترهای چندسطحی در نوشته‌های فنی مطالعه و بررسی شده است. مرجع [1] اساس مفهومی اینورترهای چندسطحی با کاربرد مرسوم را بررسی کرده است. این مرجع همچنین مقایسه‌ای جامع بین راندمان توپولوژی‌های مختلف مطرح کرده است. یک روش مناسب برای ارزیابی قابلیت اطمینان اینورترهای سه سطحی در [6] ارائه شده است. این روش توسعه‌یافته بر اساس مفهوم سیستم‌های چندوضعیته (چندحالته) عمل می‌کند [7]. با اینکه سطوح هارمونیکی تولید شده با اینورترها عوامل کلیدی در عملکرد مناسب شبکه هستند، اما در روش توسعه یافته در [7] در نظر گرفته نشده‌اند. این مقاله تکنیک ارزیابی قابلیت اطمینان ارائه شده در [7] را تعمیم و توسعه می‌دهد تا به موضوع حساسیت شکبه در پاسخ به هارمونیک‌های تولید شده بپردازد. در روش توسعه‌یافته، حالات ممکن سیستم از طریق روش برشماری وضعیت انتخاب می‌شوند [8]. در شبیه‌سازی‌ها، مشابه [7]، تنها تک خرابی خازن‌ها و کلیدهای نیمه‌هادی در این مقاله در نظر گرفته شده‌اند. با استفاده از روش توسعه یافته، قابلیت اطمینان یک نوع اینورتر چندسطحی خاص با در نظر گرفتن مشخصات بارهای الکتریکی محاسبه می‌شود. بنابراین، شاخص‌های قابلیت اطمینان بدست آمده از تکنیک بیان شده هم به توپولوژی‌ اینورتر و هم به مشخصات بار بستگی دارد. به عبارت دیگر، اینورترهای چندسطحی مشابه، وقتی بارها غیرحساس به هارمونیک‌ها باشند، در مقایسه با وقتی که بارها به هارمونیک‌ها حساس باشند، قابلیت اطمینان بیشتری دارند. علاوه بر این، تکنیک ارائه شده می‌تواند برای کسی که قصد دارد از بین انواع توپولوژی‌های اینورتری، یک نوع اینورتر چندسطحی انتخاب کند، قابل استفاده باشد. وی با در نظر گرفتن نوع کاربرد، یعنی رفتار بارها، قابلیت اطمینان توپولوژی‌های مختلف اینورتری را با هم مقایسه می‌کند. پس از آن، با مصالحه بین قابلیت اطمینان، راندمان و هزینه‌ی سرمایه‌گذاری، تصمیم‌گیری می‌کند. برای نشان دادن کارائی روش ارائه شده، مجموعه‌ای از اینورترهای چندسطحی معمول مثل پل H متوالی، دیود-کلمپ، خازن شناور، ماژولار و توپولوژی چندمنبعه پیاده‌سازی می‌شود. شاخص‌های قابلیت اطمینان برای اینورترهای مذکور برای انواع کاربردها با انواع مشخصات بار مقایسه می‌شود. این مقاله به این ترتیب سازماندهی می‌شود. شاخص‌های قابلیت اطمینان برای اینورترای چندسطحی در بخش2 مرور می‌شود. روش ارائه شده در بخش3 تشریح می‌شود. نتایج شبیه‌سازی و بحث‌های مربوطه در بخش4 تشریح می‌شود. در بخش5 نیز نتیجه‌گیری صورت می‌گیرد

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

Multi-level inverters play a key role in today's micro grids with renewable energy sources. The reliability of multi-level inverters, as the interface of renewable units, has critical impacts on providing electricity requirement of the customers connected to the grid. Therefore, this paper presents a new reliability evaluation technique for multi-level inverters. The method is on the basis of the state enumeration approach. Unlike the previous methods, the new approach engages harmonic distortion levels produced by the inverter in the reliability index calculation. Without loss of generality, only single failure of capacitors and semiconductor switches are considered here which can be easily extended to incorporate the other elements. Employing the developed technique, one can estimate the reliability of various multi-level topologies and hence, make her decision by compromising between reliability, efficiency, and investment cost. In the simulations, a set of reliability indices for several multi-level inverter topologies are computed to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.