کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
---|---|---|---|---|
6682653 | 501851 | 2016 | 9 صفحه PDF | دانلود رایگان |
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Lifetime characterization via lognormal distribution of transformers in smart grids: Design optimization
ترجمه فارسی عنوان
خصوصیات طول عمر از طریق توزیع غیرمستقیم ترانسفورماتورها در شبکه های هوشمند: بهینه سازی طراحی
دانلود مقاله + سفارش ترجمه
دانلود مقاله ISI انگلیسی
رایگان برای ایرانیان
کلمات کلیدی
پیری ترانسفورماتور، شبکه هوشمند، طراحی ترانسفورماتور،
ترجمه چکیده
در این مقاله، مسئله رتبه مطلوب ترانسفورماتورها در شبکه های هوشمند با توجه به ویژگی های بار خاص مورد بحث قرار می گیرد. طراحی مبتنی بر پیش بینی دقیق تخریب عمر در ترانسفورماتورهای معدنی با غلظت روغن در شرایط بارهای بسیار متناوب است. در حقیقت، با بررسی ماهیت بار در سناریو شبکه هوشمند، به وضوح به نظر می رسد که ماهیت متناوب تقاضای قدرت به شدت افزایش می یابد. در این زمینه، ابزار خاصی برای توصیف طول عمر مورد نیاز است، زیرا ممکن است به علت اضافه بار، حتی در مواردی که بار اضافی کوتاه مدت وجود دارد، کاهش شدید زندگی ترانسفورماتور مشاهده شود. رویکردهای کلاسیک مبتنی بر استفاده از جریان حراریم معادل برای پیش بینی طول عمر ترانسفورماتور ممکن است منجر به تخمین های نادرست شود، بنابراین نیازمند مدل های پیشرفته ای است که می توانند با تغییر بار زمان بار مواجه شوند. در این مقاله، تصادفی قدرت بار با توجه به فرآیندهای تصادفی خطاب می شود. به طور خاص، فرایند وینر نشان داده شده است تا مدل سازی شدید متغیر بار را ارائه دهد. با شروع از این فرض، از لحاظ تحلیلی نشان داده شد که دمای هوای داغ، که یکی از دلایل اصلی تخریب عمر ترانسفورماتور است، یک روند تصادفی است. سپس، به رغم غیر خطی بودن مدل حرارتی، دمای داغ نقطه می تواند به عنوان یک فرایند وینر، که قابلیت اطمینان آن به اندازه کافی تایید شده است، ارائه شود. با در نظر گرفتن رابطه غیر خطی بین دمای داغ نقطه و طول عمر، نویسندگان تأیید کردند که طول عمر ترانسفورماتور به عنوان یک روند غیرمعمول و تصادفی مدل سازی شده است. از این رو، یک رابطه رمان، شکل بسته بین طول عمر ترانسفورماتور و خواص توزیع بار بار برآورد شده است. مفید بودن بیان فرم بسته به دلیل طراحی مورد بحث قرار می گیرد، حتی اگر تعداد کمی از ملاحظات نیز با توجه به شرایط عملیاتی انجام شود. هدف از کاربرد عددی، نشان دادن امکان سنجی و کاربرد آسان روش شناسی تحلیلی بود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه
مهندسی انرژی
مهندسی انرژی و فناوری های برق
چکیده انگلیسی
In this paper, the problem of the optimal rating of transformers in smart grids is properly discussed with respect to the specific load characteristics. The design is based on the accurate prediction of the lifetime degradation of mineral-oil-immersed transformers subject to highly intermittent loads. In fact, by investigating the nature of the loads in the smart grid scenario, it clearly appears that the intermittent nature of the power demand increases drastically. In this context, specific tools for the characterization of the lifetime duration are required, since severe reduction of the transformer's life can be observed due to overloads, even in the case of short-duration overloads. The classical approaches based on using the equivalent thermal current to predict the transformer's lifetime might result in incorrect estimates, thus requiring advanced models that can deal with the time variability of the load. In this paper, the randomness of the load powers is addressed in terms of stochastic processes. In particular, the Wiener process is demonstrated to provide robust modeling of load variability. By starting from this assumption, it was demonstrated analytically that the hot-spot temperature, which is a major contributor to the degradation of the transformer's lifetime, also is a stochastic process. Then, in spite of the nonlinearity of the thermal model, the hot-spot temperature can be represented as a Wiener process, the robustness of which has been verified adequately. By taking into account the nonlinear relationship between the hot-spot temperature and the lifetime, the authors verified that the transformer's lifetime is modeled as a lognormal, stochastic process. Hence, a novel, closed-form relationship was derived between the transformer's lifetime and the distributional properties of the stochastic load. The usefulness of the closed-form expression is discussed for sake of design, even if a few of the considerations also are performed with respect to operating conditions. The aim of the numerical application was to demonstrate the feasibility and the easy applicability of the analytical methodology.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Energy - Volume 177, 1 September 2016, Pages 127-135
Journal: Applied Energy - Volume 177, 1 September 2016, Pages 127-135
نویسندگان
Elio Chiodo, Davide Lauria, Fabio Mottola, Cosimo Pisani,