چه جنبه‌هایی را بررسی انرژی ذخیره‌سازی صنعتی و تجاری پوشش می‌دهد

به عنوان یک تستر خط مقدم، من روزانه با سیستم‌های ذخیره انرژی صنعتی و تجاری کار می‌کنم. از نزدیک می‌دانم که عملکرد پایدار آنها چقدر برای کارایی انرژی و سودآوری تجارت مهم است. در حالی که ظرفیت نصب شده به سرعت رشد می‌کند، خرابی تجهیزات به تهدید بیشتری برای بازگشت سرمایه (ROI) تبدیل می‌شوند - بیش از ۵۷٪ از نیروگاه‌های ذخیره انرژی در سال ۲۰۲۳ دچار قطع غیرپلانی شدند، که ۸۰٪ آنها از عیوب تجهیزات، ناهماهنگی‌های سیستمی یا ادغام ضعیف ناشی می‌شود. در ادامه، من تجربیات عملی خود را درباره پنج زیرسیستم اصلی (باتری، BMS، PCS، مدیریت حرارتی، EMS) و چارچوب سه‌سطحی بازرسی (بازرسی‌های روزانه، نگهداری دوره‌ای، تشخیص عمیق) برای کمک به همکاران مطرح می‌کنم.

۱. روش‌های تست زیرسیستم‌های اصلی
۱.۱ سیستم باتری: "قلب" ذخیره انرژی

باتری‌ها پشتیبان انرژی هستند و نیاز به تست جامع در سه بعد دارند:

(۱) تست عملکرد الکتروشیمیایی

• تست ظرفیت: طبق GB/T 34131 - تخلیه در 0.2C تا ولتاژ قطع (25±2℃)، مقایسه ظرفیت واقعی با ظرفیت اسمی برای ارزیابی "قدرت تحمل".

• تست مقاومت داخلی: استفاده از تزریق AC (موج سینوسی 1kHz، نماینده‌ترین اما مشمول تداخل)، رسانایی تخلیه AC یا روش‌های تخلیه DC. من پیشنهاد می‌کنم از فیلتر کالمن برای کاهش نویز و دقت بالاتر استفاده کنید.

• نظارت بر SOC/SOH: ترکیب انتگرال ساعت-آمپر، ولتاژ باز-مدار و طیف‌بینی امپدانس الکتروشیمیایی. انتگرال ساعت-آمپر تعدیل شده (با در نظر گرفتن دما و حالت‌های شارژ-تفریغ) خطاهای SOC را کمتر از ۱٪ نگه می‌دارد.

(۲) تست عملکرد ایمنی

• تست خروج از کنترل حرارتی: طبق UL 9540A - تست در سطح سلول، ماژول و سیستم برای مشخص کردن رفتار خروج از کنترل حرارتی و خواص احتراق گاز (برای ارزیابی خطرات بحرانی).

• تست شارژ/تفریغ بیش از حد: شبیه‌سازی شرایط حدی بر اساس GB/T 36276 برای تأیید آستانه‌های ایمنی.

<

• تست محافظت از کوتاه شدن مدار: شبیه‌سازی مستقیم کوتاه‌مدارهای خارجی برای اعتبارسنجی پاسخ‌های محافظ (ضروری برای ایمنی سیستم).

(۳) تست وضعیت فیزیکی

• بازرسی بصری: بررسی تغییر شکل پوشش، لکه‌ها و برچسب‌های قابل خواندن (جزئیات کوچک خطرات بزرگ را پنهان می‌کنند).

• تست کنکتورها: بررسی اکسیداسیون، فرسودگی یا آزادی؛ اندازه‌گیری مقاومت تماس (اتصالات ضعیف باعث خرابی عملیاتی می‌شوند).

• تست محافظت از ورود (IP): طبق GB/T 4208 برای تضمین قابلیت اطمینان در محیط‌های سخت (گرد و خاک، رطوبت و غیره).

۱.۲ BMS: "مخ" مدیریت باتری

BMS نظارت و محافظت از باتری‌ها را انجام می‌دهد - تمرکز بر ارتباط، برآورد حالت و محافظت:

(۱) تست سازگاری پروتکل ارتباطی

BMS باید از طریق پروتکل‌هایی مانند Modbus/IEC 61850 با PCS/EMS یکپارچه شود. از آنالیزرهای CAN (مانند Vector CANoe) و تبدیل‌کننده‌های پروتکل برای تست استفاده کنید:

• تاخیر: ≤200ms

• نرخ موفقیت: ≥99%

• کامل بودن داده: بدون از دست دادن یا تخریب.

من از تولید مورد تست بر اساس ماشین وضعیت محدود (FSM) برای پوشش تمام سناریوهای ارتباطی استفاده می‌کنم.

(۲) اعتبارسنجی الگوریتم SOC/SOH

تضمین خطاهای SOC ≤±1% و خطاهای SOH ≤±5% (GB/T 34131):

• کالیبراسیون آفلاین: مقایسه تخمین‌های BMS با ظرفیت/مقاومت داخلی اندازه‌گیری شده در آزمایشگاه

• تست آنلاین: شبیه‌سازی چرخه‌های شارژ-تفریغ دنیای واقعی.

• شبیه‌سازهای باتری و مقلد‌های رابط BMS این فرآیند را برای کارایی خودکار می‌کنند.

(۳) تست تعادل سلول‌ها

• تعادل فعال: شبیه‌سازی عدم تطابق سلول‌ها برای اعتبارسنجی استراتژی‌های BMS.

• تعادل غیرفعال: ردیابی روندهای عدم تطابق بلندمدت.
  از نتایج برای قضاوت در مورد اینکه آیا تعادل نیازهای سیستم را برآورده می‌کند یا نه استفاده کنید.

(۴) تست محافظت ایمنی

فعال کردن محافظت از شارژ بیش از حد، تفریغ بیش از حد و حرارتی:

• مثال: تست شارژ بیش از حد - ادامه شارژ یک باتری پر برای تأیید قطع مدار توسط BMS.
  باید مطابق با الزامات GB/T 34131 باشد.

۱.۳ PCS: "مرکز قدرت" برای تبدیل انرژی

PCS تبدیل AC/DC را انجام می‌دهد - تست کارایی، محافظت و کیفیت توان:

(۱) تست کارایی

مطابقت با GB/T 34120 (≥95% کارایی در توان اسمی):

• مقایسه ورودی-خروجی: اندازه‌گیری توان در هر دو سمت برای محاسبه کارایی.

• پروفایل‌سازی بار: تست در بارهای مختلف برای نقشه‌برداری از منحنی‌های کارایی.
  استفاده از آنالیزرهای با دقت بالا (مانند Fluke 438-II) در 25±2℃ برای دقت.

(۲) تست محافظت

اعتبارسنجی پاسخ‌های بار بیش از حد (110% بار اسمی)، کوتاه مدار و ولتاژ بیش از حد. باید مطابق با GB/T 34120 باشد.

(۳) تحلیل هارمونیک

تضمین THD ≤5% (GB/T 14549/GB/T 19939):

• اندازه‌گیری مستقیم: استفاده از آنالیزرهای کیفیت توان (مانند Fluke 438-II) برای تست موج‌ها.

• تحلیل FFT: محاسبه دامنه‌های هارمونیک از سیگنال‌های جریان.

• تست در بارهای مختلف و شرایط عملیاتی.

(۴) تست پایداری خروجی

اندازه‌گیری پایداری ولتاژ، فرکانس و عامل توان در بارهای مختلف. استفاده از اسکوپ‌ها/آنالیزرهای با دقت بالا برای تأیید مطابقت.

۱.۴ سیستم مدیریت حرارتی: "محافظ خنک‌سازی"

حفظ دمای بهینه باتری‌ها - تست خنک‌سازی، کنترل دما و استحکام:

(۱) تست عملکرد خنک‌سازی

• سیستم‌های خنک‌سازی هوایی: تست انسداد فیلتر (افت فشار) و عمر مراوح (تجزیه و تحلیل ارتعاش).

• سیستم‌های خنک‌سازی مایع: تست فشار لوله‌ها (سنسورهای هیدرولیک) و جریان مایع خنک‌کننده (دستگاه‌های اندازه‌گیری جریان).
  باید مطابق با GB/T 40090 باشد. مثال: CATL از خوشه‌بندی K-میانگین مدل‌سازی شده + حذف نویز موجک برای پیش‌بینی SOH با خطای کمتر از ۳٪ استفاده می‌کند.

(۲) تست دقت کنترل دما

• همگونی: نصب سنسورها در سراسر بسته باتری، تضمین ΔT ≤5℃ (GB/T 40090؛ سیستم‌های خنک‌سازی مایع هدف ≤2℃).

• زمان پاسخ: اندازه‌گیری زمان پایدارسازی دما پس از تغییرات محیطی.

(۳) تست استحکام

اجرای تست‌های IP (GB/T 4208)، ارتعاش (GB/T 4857.3) و اسپری نمک (GB/T 2423.17). برای محیط‌های شدید (مانند پروژه دریای قرمز هواوی که از خنک‌سازی توزیع‌شده برای شرایط ۵۰℃ استفاده می‌کند) بسیار مهم است.

(۴) تشخیص لوک (فقط برای خنک‌سازی مایع)

• تراکر فلوئورسنت: افزودن رنگ، بررسی با نور UV.

• تست فشار: فشار دادن خطوط برای بررسی پوشش‌ها.

• تضمین عدم وجود لوک و فشار ثابت مایع خنک‌کننده.

۱.۵ EMS: "فرمانده" مدیریت انرژی

بهینه‌سازی عملکرد و تخصیص - تست الگوریتم‌ها، ارتباط و امنیت:

(۱) تست دقت الگوریتم

اعتبارسنجی پیش‌بینی بار، بهینه‌سازی شارژ-تفریغ و اقتصادی:

• بازتست تاریخی: استفاده از داده‌های گذشته برای تأیید مدل‌ها.

• تست زنده: اعتبارسنجی با عملیات زنده.

• مثال: هوش مصنوعی CATL زمان تشخیص خطا را ۷ روز کاهش می‌دهد، کارایی را ۳٪ افزایش می‌دهد و زیان‌ها را ۲۵٪ کاهش می‌دهد.

(۲) تست سازگاری پروتکل ارتباطی

تضمین پشتیبانی از IEC 61850/Modbus (IEC 62933-5-2):

• تست مطابقت: تأیید مطابقت با استانداردها.

• تست قابلیت همکاری: تست یکپارچگی با BMS/PCS.

(۳) تست امنیت داده

اعتبارسنجی رمزنگاری SM4، کنترل دسترسی و کامل بودن (بر اساس استانداردهای رمزنگاری ملی):

• رمزنگاری: تست تبادل کلید SM4.

• کنترل دسترسی: تأیید اجرای مجوزهای کاربر.

• کامل بودن: تضمین عدم از دست دادن یا تخریب داده‌ها در حین انتقال/ذخیره‌سازی.

(۴) تست زمان پاسخ

تضمین زمان پاسخ سیستم ≤200ms (GB/T 40090) برای رسیدگی به تقاضاهای شبکه. فعال کردن عملیات EMS و اندازه‌گیری تأخیر.

۲. چارچوب بازرسی سه‌سطحی
۲.۱ بازرسی‌های روزانه (تشخیص سریع خطا)

در هر شیفت انجام می‌شود تا مشکلات را از ابتدا شناسایی کند:

• محدوده: دمای/ولتاژ/SOC باتری، ارتباط BMS، پارامترهای PCS، خنک‌سازی حرارتی، داده‌های EMS.

• ابزارها: دوربین‌های حرارتی، مولتی‌مترها، اسکوپ‌ها، تست‌کننده‌های ارتباط.

• تمرکز: وضعیت سیستم و ناهماهنگی‌ها - فوراً مشکلات را برطرف کنید.

۲.۲ نگهداری دوره‌ای (مراقبت پیشگیرانه)

برای افزایش طول عمر برنامه‌ریزی شده:

• محدوده: مقاومت داخلی باتری (تزریق AC)، به‌روزرسانی فرم‌واره/کالیبراسیون SOC BMS، کارایی/هارمونیک‌های PCS، پوشش‌ها/IP سیستم حرارتی، به‌روزرسانی الگوریتم‌ها/بازرسی‌های امنیت EMS.

• ابزارها: مترهای مقاومت اختصاصی، آنالیزرهای CAN، آنالیزرهای توان، ابزارهای رمزنگاری.

• تناوب: بر اساس تجهیزات تنظیم شود (مانند تست‌های باتری فصلی، به‌روزرسانی‌های BMS نیمه‌سالی).

۲.۳ تشخیص عمیق (تحلیل علت اصلی)

در صورت بروز مشکلات مکرر (مانند هشدارهای مکرر خروج از کنترل حرارتی، خرابی‌های ارتباط BMS) فعال می‌شود:

• محدوده: خروج از کنترل حرارتی (UL 9540A)، تشخیص خطا BMS، مطالعات عمیق محافظت/کارایی PCS، تست‌های لک و ارتعاش سیستم حرارتی، اعتبارسنجی الگوریتم‌ها/اسکن‌های امنیت EMS.

• ابزارها: کامرهای خروج از کنترل حرارتی، آنالیزرهای ارتعاش، اسکنرهای رمزنگاری، تزریق‌ک