Methodology for the accelerated reliability analysis and prognosis of underground cables based on fpga

Abstract

Las redes de distribución de energía eléctrica confiables requieren de altos niveles de fiabilidad, que causan un mayor coste de mantenimiento a las empresas distribuidoras. Frecuentemente los costes adicionales son el resultado de procedimientos de mantenimiento innecesarios, que se pueden evitar por medio de la monitorización de los equipos y la predicción de la evolución futura del sistema, por medio de métodos estadísticos (prognosis). La presente tesis pretende desarrollar métodos adecuados para la predicción de la degradación futura de cables de alta y media tensión Cross-Linked Polyethylene (XLPE) soterrados, dentro de una red de distribución eléctrica, y predecir su tiempo de vida restante, para definir una secuencia de mantenimiento óptima. Sin embargo, las redes de distribución eléctrica son grandes, y compuestas por componentes que interactúan entre sí y se degradan con el tiempo y el uso. En la actualidad, resolver estas estadísticas predictivas requieren grandes simulaciones numéricas que requieren de grandes recursos computacionales y largos tiempos de simulación, incluso utilizando arquitecturas paralelas avanzadas. Las Field Programmable Gate Array (FPGA) pueden ser utilizadas para acelerar las simulaciones de estos procesos estocásticos, pero la adaptación de los modelos físicos de degradación de cables soterrados para su simulación en una FPGA puede ser complejo. Así, esta tesis propone el desarrollo de una metodología de monitorización y prognosis cables soterrados, basado en un modelo de degradación electro-térmico que está adaptado para su simulación acelerada en la lógica programable de una FPGA.