Mikä osaotekset sisältyvät teollisen ja kaupallisen energianvarastoinnin tarkastukseen

Kunniintestajana työskentelen teollisuuden ja kaupan energiavarastojärjestelmien kanssa päivittäin. Tiedän omasta kokemuksesta, kuinka kriittistä niiden vakaa toiminta on energiatehokkuudelle ja liiketoiminnan kannattavuudelle. Vaikka asennettu kapasiteetti kasvaa nopeasti, laitteiston vianmääritykset uhkaavat yhä enemmän palautumista investoinnista (ROI) – vuonna 2023 yli 57 % energiavarastolaitoksista ilmoitti suunnitelmattomista sammahduksista, joista 80 % johtui laitteiston puutteista, järjestelmän anomalioiden tai huonosta integraatiosta. Alla jaan käytännön testauspäätelmiä viidelle keskeiselle alajärjestelmälle (akku, BMS, PCS, lämpötilanhallinta, EMS) ja kolmen tason tarkastuskehikolle (päivittäiset tarkastukset, säännöllinen ylläpito, syvä diagnostiikka), jotta autan muita ammattilaisia.

1. Ytimen alajärjestelmien testauskäytännöt
1.1 Akkujärjestelmä: Energivaraston "Sydän"

Akut ovat energiaperusta, joka vaatii kattavaa testausta kolmella ulottuvuudella:

(1) Sähkökemiallinen suorituskykytestaus

• Kapasiteettitestaus: Noudattaa GB/T 34131 – purkaaminen 0.2C:n arvolla katkaisuun (25±2℃), vertaa todellista ja merkittyä kapasiteettia arvioidaksesi "kestävyyttä".

• Sisäinen vastustestaus: Käytä AC-injektioita (1kHz sinimuoto, edustava mutta häiriöaltis), AC-purkaamisen johtavuutta tai DC-purkaamismenetelmiä. Suosittelen AC-injektion parantamista Kalman-suodatuksella tarkkuuden parantamiseksi.

• SOC/SOH-valvonta: Yhdistä ampere-tunti-integrointi, avoimen piirin jännite ja sähkökemiallinen impedanssispektri. Muokattu ampere-tunti-integrointi (huomioiden lämpötila ja lataus-purkaus-tilat) pitää SOC-virheet <1%.

(2) Turvallisuussuorituskykytestaus

• Lämpötilahäiriötestaus: Noudattaa UL 9540A – testaa solu-, moduuli- ja järjestelmätasoilla karakterisoimaan lämpötilahäiriön käyttäytyminen ja kaasun polttoominaisuudet (kriittistä riskiarvioinnille).

• Yliladattu/purkattu-testaus: Simuloi äärimmäisiä olosuhteita GB/T 36276 mukaan varmistamaan turvallisuusrajat.

• Lyhytkiertotestaus: Simuloi suoraan ulkoisia lyhytkierroksia varmistaaksesi suojatoimet (pakollinen järjestelmän turvallisuudelle).

(3) Fyysinen kunnon testaus

• Visuaalinen tarkastus: Tarkista muodonmuutokset, puitevedetyt ja luettavissa olevat merkinnät (pienet yksityiskohdat piilottavat suuria riskejä).

• Yhteyden tarkastus: Tarkista rostoutuma, korroositio tai löysyys; mitenna yhteyden vastus (huonot yhteydet aiheuttavat toimintovianmäärityksiä).

• Ingress Protection (IP)-testaus: Noudattaa GB/T 4208:ta varmistaakseen luotettavuuden ankarissa olosuhteissa (pöly, kosteus jne.).

1.2 BMS: Akuhallinnan "Aivot"

BMS valvoo ja suojelee akkuja – keskity kommunikaatioon, tilan arviointiin ja suojaukseen:

(1) Viestintäprotokollayhteensopivuustestaus

BMS:n on integroitava PCS/EMS:n kanssa protokollin, kuten Modbus/IEC 61850, kautta. Käytä CAN-analysointia (esim., Vector CANoe) ja protokollamuunnoksia testaamaan:

• Viive: ≤200ms

• Onnistumisaste: ≥99%

• Tietojen eheyys: Ei tietojen menetyksiä/korruptiota.

Käytän äärellisten tilojen kone (FSM) -perustettuja testitapausten luontia kattamaan kaikki viestintätilanteet.

(2) SOC/SOH-algoritmin validointi

Varmista, että SOC-virheet ≤±1% ja SOH-virheet ≤±5% (GB/T 34131):

• Offline-kalibrointi: Vertaa BMS-arvioita laboratoriossa mitattuun kapasiteettiin / sisäiseen vastukseen

• Online-testaus: Simuloi todellisia lataus-purkaus-kiertokulkuja.

• Akkusimulaattorit ja BMS-liittymän emulaattorit automatisoivat tämän tehokkuuden lisäämiseksi.

(3) Solujen tasapainotestaus

• Aktiivinen tasapainotus: Simuloi soluiden epäyhtenevyyttä validoidaksesi BMS-strategioita.

• Passiivinen tasapainotus: Seuraa pitkäaikaisia epäyhtenevyyssuuntauksia.
  Käytä tuloksia arvioidaksesi, täyttääkö tasapainotus järjestelmän tarpeet.

(4) Turvallisuussuojatestaus

Luo yliladattu, ylipurkattu ja lämpösuojatoimet:

• Esimerkki: Yliladattu testi – jatka täynnä olevan akun lataamista varmistaaksesi, että BMS katkaisee piirin.
  Täytyy täyttää GB/T 34131 -vaatimukset.

1.3 PCS: "Energian muuntaja" AC/DC:n välillä

PCS muuntaa AC/DC – testaa tehokkuutta, suojauksia ja sähkölaatua:

(1) Tehokkuustestaus

Täytä GB/T 34120 (≥95% tehokkuutta nominallisessa tehossa):

• Input-output-verranto: Mitannee voiman molemmilla päin laskemaan tehokkuuden.

• Latausprofiili: Testaa eri latauksilla tehokkuuskäyrän karttusta.
  Käytä tarkkuuspitoanalysointia (esim., Fluke 438-II) 25±2℃ tarkkuuden saavuttamiseksi.

(2) Suojatestaus

Validoi ylikuormituksen (110% nominallista latausta), lyhytkierroksen ja ylijännitevastaukset. Täytyy täyttää GB/T 34120.

(3) Harmonianalyysi

Varmista, että THD ≤5% (GB/T 14549/GB/T 19939):

• Suora mittaus: Käytä sähkölaatuanalysointia (esim., Fluke 438-II) testaamaan aaltoja.

• FFT-analyysi: Lasketaan harmonisten amplitudit nykyisistä signaaleista.

• Testaa eri latauksilla ja toimintaoloissa.

(4) Output-stabiilisuustestaus

Mitannee jännite-, taajuus- ja tehon tekijän stabiilisuuden vaihtelevilla latauksilla. Käytä tarkkuuspiirilevyjä/analysointia vahvistamaan noudattamista.

1.4 Lämpötilanhallintajärjestelmä: "Jäähdytysvartija"

Ylläpitää optimaalista aku-lämpötilaa – testaa jäähdytystä, lämpötilan hallintaa ja kestävyyttä:

(1) Jäähdytysominaisuustestaus

• Ilmajäähdytysjärjestelmät: Testaa suodattimen sumenemista (paineen pudotus) ja tuuletin elinkaarta (värinäanalyysi).

• Nestejäähdytysjärjestelmät: Testaa putkien painetta (hydrauliset anturit) ja nesteen virtausta (virtausmittarit).
  Täytyy täyttää GB/T 40090. Esimerkki: CATL käyttää muunnettua K-means klusterointia + aallonmuodon kohinanpoisto menetelmää ennustamaan SOH:n alle 3% virheellä.

(2) Lämpötilan hallintatarkkuustesti

• Yhtenäisyys: Käytä antureita aku-paketin ympäri, varmista maksimi ΔT ≤5℃ (GB/T 40090; nestejäähdytysjärjestelmät pyrkivät ≤2℃).

• Vastausaika: Mitannee lämpötilan vakautumisaikaa ympäristömuutosten jälkeen.

(3) Kestävyydentesti

Suorita IP (GB/T 4208), värinä (GB/T 4857.3) ja suolavesipilvet (GB/T 2423.17) testit. Kriittinen äärimmäisissä olosuhteissa (esim., Huawei'n Punainen Meri -projekti käyttää hajautettua jäähdytystä 50℃ olosuhteissa).

(4) Puhkeamisen havaitseminen (vain nestejäähdytys)

• Fluoresseinivalo: Lisää väriaine, tarkista UV-valolla.

• Painetestaus: Paineuta putket tarkistaaksesi tiiviys.

• Varmista, ettei ole puhkeamisia ja nesteen paine pysyy vakaina.

1.5 EMS: "Energiahallinnan komentaja"

Optimoi toiminnan ja ajoituksen – testaa algoritmeja, kommunikaatiota ja turvallisuutta:

(1) Algoritmien tarkkuustesti

Validoi kuormituksen ennustamista, lataus-purkausoptimointia ja taloudellisuutta:

• Historiallinen takaisinajatus: Käytä menneitä dataa mallien vahvistamiseksi.

• Live-testaus: Varmista todellisella toiminnalla.

• Esimerkki: CATL:n AI lyhentää vianmäärityksen aikaa 7 päivällä, parantaa tehokkuutta 3%:lla ja vähentää tappioita 25%:lla.

(2) Viestintäprotokollayhteensopivuustesti

Varmista IEC 61850/Modbus (IEC 62933-5-2) tuki:

• Konformiteettitestaus: Varmista standardien noudattaminen.

• Interoperabiliteettitestaus: Testaa integraatiota BMS/PCS:n kanssa.

(3) Datan turvallisuustesti

Validoi SM4-salausta, käyttöoikeusvalvontaa ja eheyttä (kansallisten salaustandardien mukaan):

• Salaus: Testaa SM4-avaintenvaihtoa.

• Käyttöoikeusvalvonta: Varmista käyttäjän käyttöoikeuksien toteuttaminen.

• Eheyys: Varmista, ettei ole tietojen menetyksiä/korruptiota siirrossa/tallennuksessa.

(4) Vastausajan testaus

Varmista, että järjestelmän vastaus ≤200ms (GB/T 40090) verkon vaatimusten käsittelyyn. Lähetä EMS-toiminnot ja mittaile viivettä.

2. Kolmen tason tarkastuskehikko
2.1 Päivittäiset tarkastukset (nopea vianmääritys)

Suoritetaan vuoroittain ongelmien varhaiseksi havaitsemiseksi:

• Laajuus: Akun lämpötila/jännite/SOC, BMS-viestintä, PCS-parametrit, lämpötilanhallinta, EMS-data.

• Työkalut: Lämpökuvaamat, multimeterit, oskilloskoopit, viestintätestauslaitteet.

• Tavoite: Järjestelmän tila ja anomaliat – käsittele ongelmat välittömästi.

2.2 Säännöllinen ylläpito (ennaltaehkäisevä hoito)

Suunniteltu elinkaaren pidentämiseksi:

• Laajuus: Akun sisäinen vastus (AC-injektio), BMS-firmware-päivitykset/SOC-kalibrointi, PCS-tehokkuus/harmoniset, lämpötilajärjestelmän tiivisteet/IP, EMS-algoritmit/päivitykset/turvallisuustarkistukset.

• Työkalut: Erityiset vastusmittarit, CAN-analysointi, voiman analysointi, salaustyökalut.

• Tahti: Muokkaa laitteeseen (esim., kvartilaakkujen testit, puolivuosittaiset BMS-päivitykset).

2.3 Syvä diagnostiikka (juurisyyn analyysi)

Käynnistetään toistuvin ongelmin (esim., usein lämpötilahäiriövaroitukset, BMS-viestintäongelmat):

• Laajuus: Lämpötilahäiriö (UL 9540A), BMS-vianmääritys, PCS-suojauksen/tehokkuuden syvä tutkimus, lämpötilajärjestelmän puhkeamisen/värinän testit, EMS-algoritmin validointi/turvallisuustarkistukset.

• Työkalut: Lämpötilahäiriöchambers, värinäanalysointi, salaustyökalut, vianlähde-injektorit.

• Tavoite: Havaitse juurisyyn kohdistettujen korjauksien/parannusten suunnittelua varten.

3. Paras käytäntö: Standardointi, datan perusteinen testaus, ennaltaehkäisy
3.1 Standardointi

Noudattaa IEC 62933-5-2/GB/T 40090-2021:

• Prosessi: Määritä valmistelu (laajuus, työkalut, ympäristö), suoritus (testaus + datalogging) ja analyysi (raportointi).

• Raportit: Sisältää laitetiedot, testausolosuhteet, tiedot, tulokset ja suositukset (GB/T 40090:n vaatimukset jäljitettävyyden varmistamiseksi).

3.2 Datan perusteinen testaus

Rakenna yhdenmukainen datapiirre (aku-lämpötila, jännite, SOC, PCS-tehokkuus, THD jne.). Käytä AI:ta (LSTM, satunnaispuut) ja digitaalisia kaksoisjärjestelmiä:

• Esimerkki: CATL:n AI ennustaa SOC-virheitä <1% ja SOH-hajoamista >95% tarkkuudella, antaa 7 päivää etukäteen lämpötilahäiriövaroitukset.

• Esimerkki: Huawei käyttää digitaalisia kaksoisjärjestelmi