Оценка надежности и система раннего выявления неисправностей центральных инверторов солнечных электростанций Узбекистана

Аннотация

Актуальность: В последние годы, в процессе широкого использования потенциала возобновляемых источников энергии в Узбекистане, надежность и стабильная работа центральных инверторов на крупных солнечных электростанциях становятся важной научной и практической проблемой. Центральные инверторы являются ключевым звеном системы, и их отказ приводит к полной остановке производственного процесса. Согласно статистическим анализам, неисправности инверторов составляют 20–25 % от общего числа простоев и вызывают потери до 1,5–2,5 % от общего объёма годовой выработки электроэнергии. Поэтому создание базы параметров и системы раннего предупреждения, обеспечивающих постоянный мониторинг состояния центральных инверторов, является сегодня одной из наиболее актуальных научных и прикладных задач.

Цель: Основная цель исследования — повышение надежности и эффективности центральных инверторов, а также разработка системы раннего предупреждения, основанной на базе параметров, позволяющей выявлять неисправности на этапе их зарождения и снижать потери электроэнергии. Кроме того, важными направлениями исследования являются анализ длительного срока службы инверторов на крупных солнечных электростанциях, определение основных типов неисправностей и построение моделей их прогнозирования.

Методы: В ходе исследования были проанализированы данные, полученные от центральных инверторов, включающие электрические параметры , тепловые параметры и режимные показатели работы. Сбор данных осуществлялся через систему SCADA, а обработка — в центральной базе параметров, созданной в формате SQL. Надежность инверторов определялась на основе экспоненциальной модели по формуле: где — вероятность безотказной работы инвертора в течение времени , а — частота отказов. Для статистического распределения отказов использовалась модель Вейбулла: где — средний срок службы, — коэффициент износа.

Результаты: Согласно результатам анализа, после внедрения предложенной базы параметров и системы раннего предупреждения средняя эффективность центральных инверторов увеличилась с 95,1 % до 97,4 %, количество отказов снизилось на 21 %, а среднее время ремонта (MTTR) сократилось с 36 до 20 часов. Дополнительно обеспечена выработка 40–70 МВт·ч электроэнергии в год. Представленный подход расширяет возможности мониторинга в реальном времени, прогнозирования отказов и оптимизации технического обслуживания.