Што се најчестите грешки што се јавуваат во време на работа на опрема поврзана со индустријално и трговско чување на енергија

Как важен дел од новата енергетска система, стабилното функционирање на комерцијални и индустријски системи за складирање на енергија е директно поврзано со ефикасноста на користењето на енергија и економските предности на компаниите. Со брз растеж на инсталираната капацитет на комерцијални и индустријски системи за складирање на енергија, стапката на падавости на опремата станала клучен фактор што влијае на вратот на инвестициите. Според податоци од Кинескиот електро савет, во 2023 година, пропорцијата на непланисани изклучувања на електростанции за складирање на енергија достигна повеќе од 57%, а повеќе од 80% од нив биле причинети од проблеми како дефекти на опремата, системски аномалии и широко интегрирање. Во моите многугодишни практични искуства во комерцијалното и индустријско складирање на енергија, се справував со различни системски грешки. Сега ќе систематски анализирам обичните типови на грешки, причините и решенијата за секој подсистем на опремата за комерцијално и индустријско складирање на енергија за да дам практична насока за операцијата и одржуването на системот.

1. Обични грешки и анализа на причините за системите на батерија

Системот на батерија, како основна единица за складирање на енергија во системот за складирање на енергија, неговите грешки директно влијаат на целокупната перформанса на системот.

1.1 Остатување на батерија

Остатувањето на батерија е еден од најчестите типови на грешки во комерцијалните и индустријски системи за складирање на енергија, главно проявено како ослабнување на циклусот на живот, зголемување на интерниот отпор и намалување на енергетската густина. Во моите истражувања на местото, според податоците од 2023 година, по 2,5-годишен служебен циклус, капацитетот на батериите со железофосфатен литиум се намали за 28%, а на тримерни батерија со литиум за 41%, далеч надвор од индустријските очекувања. Овој декремент е главно причинет од фактори како остарување на материјалите на батеријата, промени во структурата на електродите и декомпозиција на електролитот, што резултира со намалување на капацитетот за складирање на енергија во батеријата и намалување на целокупната ефикасност на системот.

1.2 Термичка нестабилност

Термичката нестабилност е најопасниот тип на грешка во системот на батерија. Кога се случи, може да доведе до пожар или дорде до експлозија. Во моите искуства во обработка на хитни случаи, термичката нестабилност е обично причинета од аномални температурски градиенти. Кога внатрешната температура на батеријата надмине 120°C, може да се активира ланцена реакција. На пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија во кој учествував, разликата во температурата на модулот на батеријата надмине 15°C, активирајќи механизмот за заштита на BMS и доведе до изклучување на системот. Индуцирањето на термичка нестабилност вклучува прекомерно напојување, прекомерно испразнување, екстернална кратка кола, внатрешна макроскопска кратка кола и механички повреди. Од нив, несагласноста во батеријата е главниот ризичен фактор.

1.3 Оксидација и корозија на конекторите на батеријата

Оксидацијата и корозијата на конекторите на батеријата се обични, но лесно пренебрегувани грешки во комерцијалните и индустријски системи за складирање на енергија. Во високо-влажни околини, кои многу пати сум среќавал во приморски проекти, конекторите на батеријата се лесно оксидираат, што резултира со зголемување на контактниот отпор, што на свој ред доведува до локално прекомерно загревање и термичка нестабилност. На пример, во време на "поврат на јужната влажност" во Гуангдонг, во некои кабинети за складирање на енергија се појави голема количина кондензирани вода, што доведе до оксидација на конекторите и често изклучување на системот. Поради тоа, излив на електролит и газ во батеријата се такаа честа грешка, која може да доведе до поништување на перформансите на батеријата и безбедносни ризици.

2. Обични грешки и анализа на причините за системот за управување со батерија (BMS)

BMS е "мозокот" на системот за складирање на енергија, одговорен за мониторинг на состојбата на батеријата, заштита и управување.

2.1 Комуникациони грешки

Комуникационите грешки се најчести проблеми на BMS, што чинат 34% од грешките поврзани со BMS. Во мојата ежедневна работа по отстранување на грешки, комуникационите грешки се главно проявуваат како немогување на BMS да се комуницира нормално со горен систем, не може да пренесе податоци за состојба на батеријата или да прими команди за контрола. Ова е обично причинето од фактори како интерференција на CAN автобус, лош контакт на конекторите и несовместимост на протоколот. На пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија, комуникациониот протокол помеѓу BMS и PLC беше несовместим, што доведе до немогување правилно да се изврши командата за напојување и испразнување, а ефикасноста на системот се намали за повеќе од 20%.

2.2 Отклонување на проценката на SOC/SOH

Отклонувањето на проценката на SOC/SOH е друга честа грешка на BMS. Во проектите во кои учествував, ако грешката во проценката на SOC надмине 8%, тоа ќе доведе до прекомерно рано или прекомерно касно завршување на напојувањето, што влијае на долготрајноста на батеријата и ефикасноста на системот. Отклонувањето на проценката на SOC е главно причинето од фактори како влијание на температурата, несагласност на батеријата, недостаточна точност на сензорите за ток и дефекти на алгоритамите. На пример, во проектот за складирање на енергија во високотемпературна околина, грешката во проценката на SOC на BMS беше до 12%, што доведе до тоа што батеријата не беше уште полесно исцрпана, и сериозно влијаше на приходите.

2.3 Конфликти во верзијата на фримверкот и софтверски дефекти

Конфликтите во верзијата на фримверкот и софтверските дефекти се такаа чести проблеми на BMS. Со подобрувањето на нивоот на интелигенција на системите за складирање на енергија, комплексноста на софтверот се зголемува, а слабостите на софтверот и проблемите со совместимост стануваат все повеќе видливи. На пример, Tesla Model 3 имаше ситуација каде што верзијата на фримверкот V12.7.1 на BMS беше несовместима со контролниот систем, што доведе до аномално напојување за 12% од собствениците на возила. Поради тоа, поништувањето на точноста на сензорите на BMS и аномалното собирање на податоци се такаа чести грешки, кои може да бидат причинети од фактори како стареење на сензорите, електромагнетна интерференција и проблеми со преносот на сигнали.

3. Обични грешки и анализа на причините за системот за преобразување на енергија (PCS)

PCS е основната опрема за преобразување на електрична енергија во системот за складирање на енергија, одговорен за преобразување на постоян ток во променлив ток и обратно.

3.1 Намалување на ефикасноста

Намалувањето на ефикасноста е најчестиот проблем на PCS, главно проявено како намалување на ефикасноста на преобразување на напојување и испразнување. Во мојата работа по реална мерења, според тест податоци, просечната ефикасност на преобразување на напојување на традиционален PCS со два нивоа е 95% (над 30% нагузда), а ефикасноста на преобразување на испразнување е 96% (над 30% нагузда); додека PCS со T-тип три нивоа инвертор има просечна ефикасност на преобразување на напојување од 95,5% (над 30% нагузда) и ефикасност на преобразување на испразнување од 96,5% (над 30% нагузда). Намалувањето на ефикасноста е обично причинето од фактори како остарување на IGBT/MOSFET модули, лоша дисипација на топлина и несоодветни стратегии за контрола. На пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија, PCS беше работел при високи температури за долга време, што доведе до остарување на IGBT модули, ефикасноста се намали под 93%, а приходите на системот се намалија за 15%.

3.2 Неуспех на заштитата против прекомерно нагуздање

Неуспех на заштитата против прекомерно нагуздање е друг чест проблем на PCS, кој може да доведе до повреда на опремата или дорде до пожар. Во случаевите со отстранување на грешки кои ги искуствував, неуспех на заштитата против прекомерно нагуздање е обично причинето од фактори како несоодветен дизајн на заштитниот кружник, поништување на точноста на сензорите и грешки во логиката за контрола. На пример, во проектот за складирање на енергија, PCS не успеа да активира своевремено заштитата против прекомерно нагуздање кога нагуздањето резко се зголеми, што доведе до изгарување на кондензаторите, системот беше изврнен за 2 дена, а загубата надмине 100.000 јуана. Поради тоа, грешки на инверторите, прекомерни хармоници и нестабилна излезна напон/ток се такаа чести проблеми на PCS, кои може да бидат причинети од фактори како остарување на компонентите, лоша дисипација на топлина и дефекти на алгоритамите за контрола.

3.3 Недостаток на степен на заштита против корозија

Недостаток на степен на заштита против корозија е специјална грешка на PCS во комерцијалните и индустријски системи за складирање на енергија, особено во приморски или високо-влажни области. Во проектите во кои учествував во Гуангдонг, недостаток на степен на заштита против корозија ќе доведе до корозија на плочата PCB, оксидација на крајници за поврзување и поништување на перформансите на компонентите. На пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија во Гуангдонг, поради недостаток на степен на заштита против корозија на PCS, во време на "поврат на јужната влажност", плочата PCB беше корозирана, што доведе до аномални многоканални сигнали и системот не можеше да функционира нормално.

4. Обични грешки и анализа на причините за системот за контрола на температурата

Системот за контрола на температурата е клучен за осигурување на безопасното функционирање на системот за складирање на енергија, главно поделен на воздух-хладење и течност-хладење.

4.1 Лошо хладење

Лошото хладење е најчестиот проблем на системот за контрола на температурата, што може да доведе до зголемување на температурата на батеријата, намалување на ефикасноста и скраћување на временскиот период. Во проектите за термална управа во кои учествував, според истражувања, за секое зголемување на температурата на батеријата за 10°C, неговиот циклус на живот ќе се скрати за околу 50%. Лошото хладење е обично причинето од фактори како замрсуване на радијаторите, грешки на вентилаторите, несоодветен дизајн на воздухопроводите и висока околина. На пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија, поради замрсуване на радијаторите, температурата на батеријата надмине 45°C, активирајќи заштита на BMS, ефикасноста на системот се намали за 18%, а приходите се намалија за околу 80.000 јуана годишно.

4.2 Протечка на системот за течност-хладење

Протечката на системот за течност-хладење е еден од најопасните проблеми во системот за контрола на температурата. Протечката не само ќе доведе до недостаток на хладилна течност и ќе влијае на ефикасноста на хладењето, туку може и да доведе до кратка кола и електрични грешки. Во работата по одржување на системите за течност-хладење која ја извршив, протечката на системот за течност-хладење е обично причинета од фактори како остарување на герметизацијата, прекинување на цевите поради вибрации и лошо затворено поврзување. На пример, во кабинетот за складирање на енергија во LNG приемна станција, поради остарување на герметизацијата на цевите за течност-хладење, се појави протечка на хладилна течност, се појави голема количина кондензирани вода во кабинетот, и системот често се изключуваше. Според тест податоци, тврдоста на герметизацијата од PTFE се зголемува од 65 Shore D при собна температура до 85 Shore D при -70°C, а компресијата на пружноста се намалува за 40%, што е главната причина за протечката.

4.3 Неравномерна контрола на температурата

Неравномерната контрола на температурата е чест проблем во системите за течност-хладење, што може да доведе до потешко внатрешно несагласно на пакетот на батерија. Во проектите за дизајн на системи за течност-хладење во кои учествував, неравномерната контрола на температурата е обично причинета од фактори како несоодветен дизајн на цевите за течност-хладење, неравномерна дистрибуција на протокот и дефекти на алгоритамите за контрола. На пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија, несоодветниот дизајн на цевите за течност-хладење доведе до разлика во температурата на повеќе од 10°C во пакетот на батерија, што забрзо батеријата остарува и скрати животот на системот за 30%.

5. Обични грешки и анализа на причините за системот за управување со енергија (EMS)

EMS е "командантот" на системот за складирање на енергија, одговорен за оптимизација на стратегијата за функционирање на системот и распределба на енергија.

5.1 Дефекти на алгоритми

Дефектите на алгоритми се најчестиот проблем на EMS, што може да доведе до неразумни стратегии за напојување и испразнување и намалување на приходите. Во проектите за оптимизација на управувањето со енергија во кои учествував, на пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија, дефектите на алгоритми на EMS доведе до немогување да се предвиди точно оптималното време за напојување и испразнување кога цените на електрицитета често се менуваа, и годишните приходи се намалија за околу 15%. Дефектите на алгоритми се обично причинети од фактори како неточни модели, недостаток на историски податоци и несоодветни параметри.

5.2 Прецидана комуникација

Прециданата комуникација е друг чест проблем на EMS, што може да доведе до немогување на системот да прими горни команди или да пренесе податоци за функционирање. Во работата по подобрување на комуникацијата која ја извршив, прециданата комуникација е обично причинета од фактори како несовместимост на протоколите, мрежна интерференција и технички грешки. На пример, во проектот за комерцијално и индустријско складирање на енергија, протоколот за комуникација помеѓу EMS и системот за распределба на електрицитет беше несовместим. Кога цените на електрицитета се менуваа во реално време, стратегиите за напојување и испразнување не можеа да се приспособат во момент, што доведе до намалување на приходите од арбитраж за повеќе од 20%. Поради тоа, слабостите на безбедноста на податоците се такаа чести проблеми на EMS, што може да доведе до напади на системот или издавање на податоци. Според податоци од 2023 година, три случаи на издавање на податоци поврзани со напади MOVEit се најдени меѓу десетте најголеми случаи на издавање на податоци, што влијае на повеќе од милион луѓе.

Во реалното функционирање и одржување на комерцијалните и индустријски системи за складирање на енергија, ние практиците на првата линија треба да ги идентификуваме точно овие типови на грешки, да ги разбереме дубоко нивните причини, и потоа да ги применуваме соодветни решенија. Само така можеме да гарантираме стабилно функционирање на системот, да подобриме ефикасноста на користењето на енергија, и да помогнеме на компаниите да постигнат подобри економски предности, додека допринасуваме и на градењето на нова енергетска система.