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Apr 27, 2023

Blocos de construção inteligentes para uma rede elétrica mais confiável

Ed Brown Dr. Radha Krishna Moorthy: O bloco de construção fundamental é o que nós

Ed Brown

dr. Radha Krishna Moorthy: O bloco de construção fundamental é o que chamamos de SUPER, que significa regulador eletrônico de potência universal inteligente. Você pode pensar nisso como um sistema CC/CC — um inversor — ou um estágio CC/CC acoplado a um estágio CC/CA. O bloco pode assumir qualquer forma ou forma, dependendo do tipo de conversão de energia que você usa. Os SUPERs, por sua vez, têm seus próprios subcomponentes fundamentais. Por exemplo, os estágios de energia que compõem o SUPER são chamados de IPS — estágios de energia inteligentes.

Krishna Moorthy: A função básica do SUPER é a conversão de energia, digamos, de CA para CC ou CC para CC. O SUPER faz isso de forma mais proativa e hospeda uma variedade de recursos especiais, desde inteligência incorporada e tomada de decisão até monitoramento de integridade online, capacidade de operação autônoma e segurança física cibernética.

Se você pensar em um conversor eletrônico de potência comum e ler relatórios de instaladores de painéis solares ou pessoal da concessionária, os maiores pontos de falha em potencial são os capacitores e os dispositivos semicondutores de potência. Portanto, seria muito útil se você pudesse adicionar uma camada adicional de monitoramento para obter mais dados sobre os capacitores ou obter mais dados sobre os dispositivos semicondutores. Ele pode ajudá-lo a analisar a integridade do sistema.

Krishna Moorthy: Medimos a tensão no estado do dispositivo semicondutor. E temos provisões para medir diretamente a fonte de drenagem. Então, usando esses dois, posso calcular a resistência no estado, o que pode me ajudar a prever o mecanismo de falha relacionado aos módulos semicondutores. Além disso, há dados como temperatura da placa de base, temperatura de junção dos dispositivos, estimativas de capacitância, etc. Podemos acumular esses dados em uma camada superior para nos fornecer informações sobre a integridade do sistema.

Krishna Moorthy: Uma maneira de avaliar a integridade do capacitor é medir a corrente de ondulação para ver como ela está mudando. A outra maneira é calcular continuamente a capacitância no sistema. Por exemplo, se o sistema entrar em espera, você pode fazer um cálculo simples baseado na constante de tempo RC para determinar a capacitância do sistema ao longo do tempo. Então, se alguma coisa falhou ou alguma capacidade se degradou, ou está caminhando para a degradação, você saberia com antecedência.

Krishna Moorthy:Nos que demonstramos, estávamos falando de um sistema de 75 KVA a 480 volts CA, mas eles podem ser dimensionados para potências e tensões mais altas.

Krishna Moorthy: O inversor básico é o SUPER. Ele pode ser composto de seus próprios estágios de energia fundamentais, com mais subcomponentes em cima dele. O IPS é um dos subcomponentes do super. É basicamente um estágio de energia holístico com entrada, saída, contatores laterais, os dispositivos semicondutores, os drivers de portão associados, os passivos menores, os passivos associados de que precisam e as entidades de detecção avançada dentro dele. Assim, os IPSs podem fazer certas funções de controle, mas podem ser coordenados para atuar como um inversor de cima usando a estrutura SUPER.

Para simplificar: se, por exemplo, eu quiser construir um inversor de 250 quilowatts, ele terá, digamos, cinco IPSs, cada um classificado para 50 quilowatts, bem como outros subcomponentes, incluindo elementos passivos, alimentação auxiliar circuitos, etc. Estes, por sua vez, trabalharão juntos para fornecer os 250 quilowatts.

Nossa filosofia orientadora é que, se um IPS falhar, ainda poderei operar os outros em vez de derrubar todo o sistema, embora a potência total de saída seja reduzida.

Krishna Moorthy:Os IPSs fazem apenas a geração de modulação por largura de pulso (PWM) O SUPER os coordena e regula suas saídas e entradas e fornece outras funções necessárias.

Krishna Moorthy: Um dos aspectos que estávamos analisando era a padronização de mecanismos e subcomponentes. Quando você faz isso, abre oportunidades para os fornecedores fornecerem subcomponentes, em vez de construir o conversor inteiro. Por exemplo, se eu tiver um SUPER de 250 quilowatts, posso fazer com que outro fornecedor faça o IPS.