Какви аспекти покрива инспекцията на промишленото и търговското съхранение на енергия

Като фронтлайн тестер работя с индустриални и комерсиални системи за съхранение на енергия всеки ден. Познавам от първа ръка колко критично е стабилната им работа за енергийната ефективност и бизнес изгодността. Въпреки бързото нарастване на инсталираната капацитет, дефектите в оборудването все повече заплашват ROI—повече от 57% от заводите за съхранение на енергия докладвали непредвидени прекъсвания през 2023 г., с 80% произтичащи от дефекти на оборудването, аномалии в системата или лоша интеграция. По-долу споделям практически тестови инсайти за петте основни подсистеми (батерия, BMS, PCS, термално управление, EMS) и три-уровнева рамка за проверка (еднодневни проверки, периодична поддръжка, дълбока диагностика), за да помогна на другите практици.

1. Практики за тестове на основните подсистеми
1.1 Батериен систем: "Сърцето" на съхранението на енергия

Батериите са енергийния скелет, които изискват комплексни тестове по три измерения:

(1) Тестове на електрохимическата производителност

• Тестове на капацитета: Следвайте GB/T 34131—разрядете при 0.2C до крайна напрежение (25±2℃), сравнете фактическия с номиналния капацитет, за да оцените “издръжливостта.”

• Тестове на вътрешното съпротивление: Използвайте AC инжекция (1kHz синусоидална вълна, най-представителна, но склонна към интерференция), AC разряд проводимост, или DC разряд методи. Препоръчвам усъвършенстване на AC инжекцията с Kalman филтриране, за да намалите шума за точност.

• Мониторинг на SOC/SOH: Комбинирайте ампер-час интеграция, отворено-крутово напрежение и електрохимическа импедансна спектроскопия. Модифицирана ампер-час интеграция (учитваща температурата и зареждане-разряждане) поддържа грешките на SOC <1%.

(2) Тестове на безопасността

• Тестове на термален побег: Следвайте UL 9540A&mdash;тестирайте на клетъчен, модуларен и системен ниво, за да характеризирате поведението при термален побег и свойствата на горящ газ (критично важно за оценка на опасността).

• Тести на прекомерно зареждане/разряждане: Симулирайте екстремни условия според GB/T 36276, за да верифицирате безопасността на праговете.

• Тести на защита при късо замыкание: Директно симулирайте външни късо замыкания, за да потвърдите защитните реакции (необходимо за безопасността на системата).

(3) Тести на физическото състояние

• Визуална инспекция: Проверете за деформация на корпуса, течове и четими надписи (малките детайли крият големи рискове).

• Тести на конекторите: Проверете за оксидация, корозия или разхлабяване; измерете контактното съпротивление (лоши връзки причиняват операционни неуспехи).

• Тести на степента на защита (IP): Следвайте GB/T 4208, за да гарантирате надеждност в сурови условия (промяна, влага и т.н.).

1.2 BMS: "Мозъкът" на управлението на батериите

BMS мониторира и защитава батериите&mdash;фокусирайте се върху комуникацията, оценката на състоянието и защитата:

(1) Тести на съвместимостта на протоколите за комуникация

BMS трябва да интегрира с PCS/EMS чрез протоколи като Modbus/IEC 61850. Използвайте CAN анализатори (например Vector CANoe) и преобразуватели на протоколи, за да тестираме:

• Забавяне: &le;200ms

• Успех: &ge;99%

• Целост на данните: Без загуба/корупция.

Използвам генериране на тестови случаи, основано на конечен автомат (FSM), за да покрия всички сценарии на комуникация.

(2) Валидация на алгоритми за SOC/SOH

Осигурете грешки на SOC &le;&plusmn;1% и SOH &le;&plusmn;5% (GB/T 34131):

• Офлайн калибриране: Сравнете оценките на BMS с лабораторно измерена капацитет/вътрешно съпротивление

• Онлайн тести: Симулирайте реални цикли на зареждане-разряждане.

• Симулятори на батерии и емулатори на интерфейса на BMS автоматизират това за ефективност.

(3) Тести на балансиране на клетки

• Активно балансиране: Симулирайте несъответствия между клетките, за да потвърдите стратегиите на BMS.

• Пасивно балансиране: Следете дългосрочни тенденции на несъответствие.
  Използвайте резултатите, за да прецените дали балансирането отговаря на нуждите на системата.

(4) Тести на защита на безопасността

Активирайте прекомерно зареждане, прекомерно разряждане и термална защита:

• Пример: Тест на прекомерно зареждане&mdash;продължете зареждането на пълна батерия, за да потвърдите, че BMS прекъсва цепта.
  Трябва да отговарят на изискванията на GB/T 34131.

1.3 PCS: "Хабът за мощност" за преобразуване на енергия

PCS преобразува AC/DC&mdash;тестирайте ефективност, защита и качество на мощността:

(1) Тести на ефективност

Отговаряйте на GB/T 34120 (&ge;95% ефективност при номинална мощност):

• Сравнение вход-изход: Измерете мощността на двата края, за да изчислите ефективността.

• Профилиране на натоварване: Тестирайте при различни натоварвания, за да картографирате криви на ефективност.
  Използвайте високопресни анализатори (например Fluke 438 - II) при 25&plusmn;2℃ за точност.

(2) Тести на защита

Потвърдете отговори при прекомерно натоварване (110% номинално натоварване), късо замыкание и прекомерно напрежение. Трябва да отговарят на GB/T 34120.

(3) Хармоничен анализ

Осигурете THD &le;5% (GB/T 14549/GB/T 19939):

• Директно измерване: Използвайте анализатори на качеството на мощността (например Fluke 438 - II), за да тестираме вълнови форми.

• FFT анализ: Изчислете амплитуди на хармоники от сигналите на тока.

• Тестирайте при различни натоварвания и условия на работа.

(4) Тести на стабилност на изхода

Измерете стабилността на напрежението, честотата и фактора на мощност при различни натоварвания. Използвайте високопресни осцилоскопи/анализатори, за да потвърдите съответствието.

1.4 Система за термално управление: "Стражът за охлаждане"

Поддържа оптималната температура на батерията&mdash;тестирайте охлаждане, контрол на температурата и издръжливост:

(1) Тести на производителността на охлаждането

• Въздушно охлаждане: Тестирайте забързаване на филтри (падане на налягането) и продължителност на живота на вентилаторите (анализ на вибрации).

• Жидко охлаждане: Тестирайте налягането в тръбопроводите (хидравлични сензори) и потока на охлаждащата течност (потокомери).
  Трябва да отговарят на GB/T 40090. Пример: CATL използва модифициран K-средства + вълново денойзинг, за да прогнозира SOH с грешка <3%.

(2) Тести на точността на контрола на температурата

• Еднородност: Разположете сензори по цялата батерийна пакет, осигурете макс. &Delta;T &le;5℃ (GB/T 40090; системи със жидко охлаждане целеви &le;2℃).

• Време за отговор: Измерете времето за стабилизиране на температурата след промени в околната среда.

(3) Тести на издръжливост

Проведете IP (GB/T 4208), вибрационни (GB/T 4857.3) и солените тестове (GB/T 2423.17). Критично важно за екстремни условия (например проектът Red Sea на Huawei използва разпределено охлаждане при 50℃ условия).

(4) Детекция на утечки (само за системи със жидко охлаждане)

• Флуоресцентен маркер: Добавете боя, инспектирайте с UV светлина.

• Тестове на налягането: Под налягане тръбопроводите, за да проверите печати.

• Осигурете, че няма утечки и стабилно налягане на охлаждащата течност.

1.5 EMS: "Командира" на управлението на енергията

Оптимизира операции и разпределение&mdash;тестирайте алгоритми, комуникация и сигурност:

(1) Тести на точността на алгоритмите

Потвърдете прогнозиране на натоварването, оптимизация на зареждане-разряждане и икономика:

• Исторически обратни тестове: Използвайте прошлите данни, за да верифицирате моделите.

• Живи тестове: Потвърдете с реални операции.

• Пример: AI на CATL намалява времето за откриване на дефекти с 7 дни, повишавайки ефективността с 3% и намалявайки загубите с 25%.

(2) Тести на съвместимостта на протоколите за комуникация

Осигурете поддръжка за IEC 61850/Modbus (IEC 62933 - 5 - 2):

• Тести на съответствието: Потвърдете съответствието с стандарти.

• Тести на взаимодействие: Тестирайте интеграцията с BMS/PCS.

(3) Тести на сигурността на данните

Потвърдете SM4 шифроване, контрол на достъпа и целост (според националните крипто стандарти):

• Шифроване: Тестирайте SM4 размяна на ключове.

• Контрол на достъпа: Потвърдете изпълнението на потребителски права.

• Целост: Осигурете, че няма загуба/корупция на данни по време на транзит/съхранение.

(4) Тести на времето за отговор

Осигурете системен отговор &le;200ms (GB/T 40090) за справяне с изискванията на мрежата. Активирайте действията на EMS и измерете забавянето.

2. Трите-уровнева рамка за проверка
2.1 Еднодневни проверки (Бързо откриване на дефекти)

Провеждани на всяка смяна, за да засекат проблеми рано:

• Обхват: Температура/напрежение/SOC на батерията, комуникация на BMS, параметри на PCS, термално охлаждане, данни на EMS.

• Инструменти: Термални камери, мултиметри, осцилоскопи, тестиращи устройства за комуникация.

• Фокус: Състояние на системата и аномалии&mdash;адресирайте проблемите веднага.

2.2 Периодична поддръжка (Превантивна грижа)

Планувана, за да удължи жизнения цикъл:

• Обхват: Вътрешно съпротивление на батерията (AC инжекция), актуализации на софтуера на BMS/кал