Ano ang mga karaniwang pagkakamali na nangyayari sa panahon ng operasyon ng mga kagamitan na may kaugnayan sa enerhiya storage para sa industriya at komersyo?

Bilang isang mahalagang bahagi ng bagong sistema ng enerhiya, ang matatag na operasyon ng mga sistema ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal ay direktang may kaugnayan sa epektibidad ng paggamit ng enerhiya at ekonomiko ng mga korporasyon. Habang mabilis na lumalaki ang kapasidad ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, ang rate ng pagkasira ng kagamitan ay naging isang pangunahing factor na nakakaapekto sa return ng investment. Ayon sa datos mula sa China Electricity Council, noong 2023, ang bahagdan ng hindi inaasahang pagkakaltas ng enerhiya ng mga power station ng imbakan ng enerhiya ay umabot sa higit sa 57%, at higit sa 80% dito ay dulot ng mga problema tulad ng kakulangan ng kagamitan, abnormalidad ng sistema, at malawakang integrasyon. Sa aking mga taon ng praktikal na gawain sa imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, nakapag-encounter ako ng iba't ibang uri ng pagkasira ng sistema. Ngayon, sisistemang ipinapaliwanag ko ang mga karaniwang uri ng pagkasira, sanhi, at solusyon ng bawat subsystem ng kagamitan ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal upang magbigay ng praktikal na gabay para sa operasyon at pagmamanage ng sistema.

1. Karaniwang Pagkasira at Pagsusuri ng Sanhi ng Mga Sistema ng Baterya

Ang sistema ng baterya, bilang ang pangunahing unit ng imbakan ng enerhiya ng sistemang imbakan ng enerhiya, ang mga pagkasira nito ay direktang nakakaapekto sa kabuuang performance ng sistema.

1.1 Pagtanda ng Baterya

Ang pagtanda ng baterya ay isa sa mga pinakakaraniwang uri ng pagkasira sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, na pangunahing ipinapakita bilang pagbabawas ng cycle life, pagtaas ng internal resistance, at pagbaba ng energy density. Sa aking mga pagsisiyasat on-site, ayon sa 2023 data, pagkatapos ng 2.5-year service cycle, ang capacity attenuation ng lithium iron phosphate batteries ay umabot sa 28%, at ang ternary lithium batteries ay umabot sa 41%, na lubhang lumampas sa inaasahan ng industriya. Ang pagbabawas na ito ay pangunahing dulot ng mga factor tulad ng pagtanda ng materyales ng baterya, pagbabago ng struktura ng electrode, at decomposition ng electrolyte, na nagresulta sa pagbaba ng kapasidad ng imbakan ng enerhiya ng baterya at pagbawas ng kabuuang epektibidad ng sistema.

1.2 Thermal Runaway

Ang thermal runaway ay ang pinakamapanganib na uri ng pagkasira sa sistema ng baterya. Kapag ito ay nangyari, maaaring magresulta sa apoy o kahit pa explosion. Sa aking karanasan sa pag-handle ng mga emergency cases, ang thermal runaway ay karaniwang dulot ng abnormal na temperature gradients. Kapag ang panloob na temperatura ng baterya ay lumampas sa 120°C, maaaring ma-trigger ang chain reaction. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal na kasama ko, ang temperature difference ng battery module ay lumampas sa 15°C, na trigger ang BMS protection mechanism at nagresulta sa pag-off ng sistema. Ang mga dahilan ng thermal runaway ay kinabibilangan ng over-charging, over-discharging, external short-circuit, internal micro-short-circuit, at mechanical damage. Kung saan, ang inconsistency sa loob ng baterya ang pangunahing risk factor.

1.3 Oxidation at Corrosion ng Mga Connector ng Baterya

Ang oxidation at corrosion ng mga connector ng baterya ay karaniwan pero madalas na iniiwasang pagkasira sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal. Sa mataas na humidity environments, na aking napagdaanan maraming beses sa coastal projects, ang mga connector ng baterya ay madaling makakilos ng oxidation, na nagresulta sa pagtaas ng contact resistance, na nagsisimula ng local overheating at thermal runaway. Halimbawa, sa "return of southern humidity" sa Guangdong, ang malaking dami ng condensed water ay lumitaw sa loob ng ilang mga imbakan ng enerhiya, na nagresulta sa connector oxidation at paborito na pag-off ng sistema. Bukod dito, ang leakage ng electrolyte at gas evolution sa loob ng baterya ay din karaniwang mga pagkasira, na maaaring magresulta sa pagbaba ng performance ng baterya at safety hazards.

2. Karaniwang Pagkasira at Pagsusuri ng Sanhi ng Battery Management System (BMS)

Ang BMS ay ang "brain" ng sistema ng imbakan ng enerhiya, na responsable sa monitoring, proteksyon, at management ng estado ng baterya.

2.1 Communication Failures

Ang communication failures ay ang pinakakaraniwang problema ng BMS, na sumasakop sa 34% ng mga pagkasira na may kaugnayan sa BMS. Sa aking araw-araw na debugging work, ang communication failures ay pangunahing ipinapakita bilang hindi normal na pakikipag-ugnayan ng BMS sa upper-level system, hindi maaaring ilipat ang battery state data o tumanggap ng control commands. Ito ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng CAN bus interference, mahina na contact ng connector, at protocol incompatibility. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, ang communication protocol sa pagitan ng BMS at PLC ay hindi compatible, na nagresulta sa hindi tama na pag-execute ng charging at discharging commands, at ang epektibidad ng sistema ay bumaba ng higit sa 20%.

2.2 SOC/SOH Estimation Deviation

Ang SOC/SOH estimation deviation ay isa pang karaniwang pagkasira ng BMS. Sa mga proyekto na aking sinalihan, kung ang SOC estimation error ay lumampas sa 8%, ito ay magiging sanhi ng masyadong maaga o masyadong huli na pagtapos ng charging, na nakakaapekto sa lifetime ng baterya at epektibidad ng sistema. Ang SOC estimation deviation ay pangunahing dulot ng mga factor tulad ng epekto ng temperatura, inconsistency ng baterya, hindi sapat na accuracy ng current sensor, at algorithm defects. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya sa mataas na temperatura, ang SOC estimation error ng BMS ay umabot sa 12%, na nagresulta sa hindi maaaring gamitin nang lubusan ang baterya at lubhang nakakaapekto sa kita.

2.3 Firmware Version Conflicts at Software Defects

Ang firmware version conflicts at software defects ay din karaniwang problema ng BMS. Habang tumataas ang antas ng intelligence ng mga sistema ng imbakan ng enerhiya, tumataas rin ang complexity ng software, at ang mga vulnerability at compatibility issues ay naging mas prominent. Halimbawa, ang Tesla Model 3 ay may isang sitwasyon kung saan ang BMS firmware version V12.7.1 ay hindi compatible sa control system, na nagresulta sa abnormal na charging para sa 12% ng mga may-ari ng sasakyan. Bukod dito, ang degradation ng accuracy ng BMS sensor at abnormal na data collection ay din karaniwang mga pagkasira, na maaaring dulot ng mga factor tulad ng aging ng sensor, electromagnetic interference, at signal transmission problems.

3. Karaniwang Pagkasira at Pagsusuri ng Sanhi ng Power Conversion System (PCS)

Ang PCS ay ang core equipment para sa conversion ng electric energy sa sistema ng imbakan ng enerhiya, na responsable sa conversion ng direct current to alternating current o vice versa.

3.1 Efficiency Decline

Ang efficiency decline ay ang pinakakaraniwang problema ng PCS, na pangunahing ipinapakita bilang pagbaba ng charging at discharging conversion efficiency. Sa aking aktwal na measurement work, ayon sa test data, ang average charging conversion efficiency ng traditional two-level PCS ay 95% (above 30% load), at ang discharge conversion efficiency ay 96% (above 30% load); habang ang PCS na gumagamit ng T-type three-level inverters ay may average charging conversion efficiency na 95.5% (above 30% load) at discharge conversion efficiency na 96.5% (above 30% load). Ang efficiency decline ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng aging ng IGBT/MOSFET modules, mahina na heat dissipation, at hindi maayos na control strategies. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, ang PCS ay inoperate sa mataas na temperatura ng matagal, na nagresulta sa aging ng IGBT modules, ang efficiency ay bumaba sa below 93%, at ang kita ng sistema ay bumaba ng 15%.

3.2 Overload Protection Failure

Ang overload protection failure ay isa pang karaniwang pagkasira ng PCS, na maaaring magresulta sa pagkasira ng kagamitan o kahit pa apoy. Sa mga kaso ng fault handling na aking karanasan, ang overload protection failure ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng hindi maayos na disenyo ng protection circuit, degradation ng accuracy ng sensor, at control logic errors. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya, ang PCS ay hindi nag-trigger ng overload protection sa oras na ang load ay biglang tumaas, na nagresulta sa burnout ng capacitor, ang sistema ay out of service ng 2 days, at ang loss ay lumampas sa 100,000 yuan. Bukod dito, ang inverter faults, excessive harmonics, at unstable output voltage/current ay din karaniwang mga problema ng PCS, na maaaring dulot ng mga factor tulad ng component aging, mahina na heat dissipation, at control algorithm defects.

3.3 Insufficient Anti-corrosion Grade

Ang insufficient anti-corrosion grade ay isang espesyal na pagkasira ng PCS sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, lalo na sa coastal o high-humidity areas. Sa mga proyekto na aking napuntahan sa Guangdong, ang insufficient anti-corrosion grade ay nagresulta sa corrosion ng PCB board, oxidation ng wiring terminals, at pagbaba ng performance ng mga component. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal sa Guangdong, dahil sa insufficient anti-corrosion grade ng PCS, sa panahon ng "return of southern humidity", ang PCB board ay nasira, na nagresulta sa abnormal na multi-channel signals at ang sistema ay hindi maaaring mag-operate nang normal.

4. Karaniwang Pagkasira at Pagsusuri ng Sanhi ng Temperature Control Systems

Ang temperature control system ay ang key para sa sigurado na operasyon ng sistema ng imbakan ng enerhiya, na pangunahing nahahati sa air-cooling at liquid-cooling schemes.

4.1 Poor Heat Dissipation

Ang poor heat dissipation ay ang pinakakaraniwang problema ng temperature control system, na maaaring magresulta sa pagtaas ng temperatura ng baterya, pagbaba ng epektibidad, at pagshorten ng lifetime. Sa mga thermal management projects na aking sinalihan, ayon sa pagsasaliksik, para sa bawat 10°C na pagtaas ng temperatura ng baterya, ang cycle life nito ay maikli ng humigit-kumulang 50%. Ang poor heat dissipation ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng radiator fouling, fan failures, hindi maayos na disenyo ng air duct, at mataas na ambient temperature. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, dahil sa radiator fouling, ang temperatura ng baterya ay lumampas sa 45°C, na trigger ang BMS protection, ang epektibidad ng sistema ay bumaba ng 18%, at ang kita ay bumaba ng humigit-kumulang 80,000 yuan/year.

4.2 Liquid-Cooling System Leakage

Ang liquid-cooling system leakage ay isa sa mga pinakamapanganib na pagkasira sa temperature control system. Ang leakage ay hindi lamang magresulta sa insufficient coolant at pagbaba ng epektibidad ng heat dissipation, kundi maaari ring magresulta sa battery short-circuit at electrical faults. Sa aking maintenance work sa liquid-cooling systems, ang liquid-cooling system leakage ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng seal aging, pipeline vibration rupture, at connector loosening. Halimbawa, sa isang energy storage cabinet ng LNG receiving station, dahil sa aging ng liquid-cooling pipeline seals, ang coolant leakage ay nangyari, ang malaking dami ng condensed water ay lumitaw sa loob ng cabinet, at ang sistema ay madalas na nag-off. Ayon sa test data, ang hardness ng PTFE seals ay lumampas mula 65 Shore D sa room temperature hanggang 85 Shore D sa -70°C, at ang compression rebound rate ay bumaba ng 40%, na ang pangunahing sanhi ng leakage.

4.3 Uneven Temperature Control

Ang uneven temperature control ay isang karaniwang problema sa liquid-cooling systems, na maaaring magresulta sa paglala ng internal inconsistency ng battery pack. Sa mga liquid-cooling system design projects na aking sinalihan, ang uneven temperature control ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng hindi maayos na disenyo ng liquid-cooling pipelines, uneven flow distribution, at control algorithm defects. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, ang hindi maayos na disenyo ng liquid-cooling pipelines ay nagresulta sa temperature difference na higit sa 10°C sa battery pack, na nag-accelerate ng pagtanda ng baterya at pagshorten ng lifetime ng sistema ng 30%.

5. Karaniwang Pagkasira at Pagsusuri ng Sanhi ng Energy Management System (EMS)

Ang EMS ay ang "commander" ng sistema ng imbakan ng enerhiya, na responsable sa optimization ng operasyon strategy at dispatch ng enerhiya.

5.1 Algorithm Defects

Ang algorithm defects ay ang pinakakaraniwang problema ng EMS, na maaaring magresulta sa hindi maayos na charging at discharging strategies at pagbaba ng kita. Sa mga energy management optimization projects na aking sinalihan, halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, ang algorithm defects ng EMS ay nagresulta sa hindi maaaring accurate na predict ang optimal na charging at discharging timing kapag ang electricity prices ay madalas na nagbabago, at ang taunang kita ay bumaba ng humigit-kumulang 15%. Ang algorithm defects ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng inaccurate models, insufficient historical data, at unreasonable parameter settings.

5.2 Communication Interruption

Ang communication interruption ay isa pang karaniwang pagkasira ng EMS, na maaaring magresulta sa hindi maaaring tanggapin ng sistema ang upper-level commands o i-upload ang operation data. Sa aking communication debugging work, ang communication interruption ay karaniwang dulot ng mga factor tulad ng protocol incompatibility, network interference, at hardware failures. Halimbawa, sa isang proyekto ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, ang communication protocol sa pagitan ng EMS at power grid dispatching system ay hindi compatible. Kapag ang electricity prices ay nagbabago sa real-time, ang charging at discharging strategies ay hindi maaaring adjusted nang agad, na nagresulta sa pagbaba ng higit sa 20% sa arbitrage income. Bukod dito, ang data security vulnerabilities ay din karaniwang mga problema ng EMS, na maaaring magresulta sa sistema attacks o data leakage. Ayon sa 2023 data, ang tatlong data leakage incidents na may kaugnayan sa MOVEit attacks ay nasa top ten data leakage incidents, na nakakaapekto sa higit sa isang milyong tao.

Sa aktwal na operasyon at pagmamanage ng mga sistema ng imbakan ng enerhiya para sa komersyal at industriyal, kami front-line practitioners ay kailangang accurately identify ang mga uri ng pagkasira, deeply understand ang kanilang mga sanhi, at then take targeted solutions. Lamang sa ganitong paraan, maaari namin siguruhin ang matatag na operasyon ng sistema, mapataas ang epektibidad ng paggamit ng enerhiya, at tumulong sa mga korporasyon na makamit ang mas mahusay na ekonomiko, habang nakakatulong sa pagtatayo ng bagong sistema ng enerhiya.