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Jun 29, 2023

Blocos de construção inteligentes para uma rede elétrica mais confiável

Ed Brown Dr. Radha Krishna Moorthy: O alicerce fundamental é o que chamamos de SUPER, que significa regulador eletrônico de potência universal inteligente. Você pode pensar nisso como um sistema DC/DC –

Ed Brown

Dr. Radha Krishna Moorthy: O alicerce fundamental é o que chamamos de SUPER, que significa regulador eletrônico de potência universal inteligente. Você pode pensar nele como um sistema CC/CC — um inversor — ou um estágio CC/CC acoplado a um estágio CC/CA. O bloco pode assumir qualquer formato 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 potência que compõem o SUPER são chamados de IPS – estágios de potência inteligentes.

Krishna Moothy: A função básica do SUPER é a conversão de energia, digamos, de CA para CC ou CC para CC. SUPER faz isso de forma mais proativa e hospeda uma variedade de recursos especiais, desde inteligência integrada e tomada de decisão até monitoramento de saúde on-line, capacidade de operação autônoma e segurança física cibernética.

Se você pensar em um conversor eletrônico de potência normal e ler relatórios de instaladores de painéis solares ou pessoal de serviços públicos, os maiores pontos potenciais de falha 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 sobre os dispositivos semicondutores. Pode ajudá-lo a analisar a integridade do sistema.

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

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

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

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

Em termos mais simples: se, por exemplo, eu quiser construir um inversor de 250 quilowatts, ele terá, digamos, cinco IPSs, cada um com potência nominal de 50 quilowatts, bem como outros subcomponentes, incluindo elementos passivos, energia 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 Moothy: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 Moothy: 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 pedir a outro fornecedor que faça o IPS.