Que aspectos cubre a inspección do almacenamento de enerxía industrial e comercial

Como probador de primeira liña, traballo diariamente con sistemas de almacenamento de enerxía industrial e comercial. Coñezo en primeira persoa o seu funcionamento estable é crucial para a eficiencia enerxética e a rentabilidade do negocio. Mientras a capacidade instalada crece rapidamente, as fallos no equipo ameazan cada vez máis o ROI—en 2023, máis do 57% das plantas de almacenamento de enerxía informaron de interrupcións non planificadas, co 80% derivado de defectos de equipo, anomalias do sistema ou mala integración. A continuación, comparto insights prácticos para os cinco subsistemas centrais (batería, BMS, PCS, xestión térmica, EMS) e un marco de inspección en tres niveis (comprobacións diarias, manutención periódica, diagnóstico profundo) para axudar aos compañeiros profesionais.

1. Prácticas de Proba dos Subsistemas Centrais
1.1 Sistema de Batería: O "Corazón" do Almacenamento de Enerxía

As baterías son a columna vertebral da enerxía, requirindo unha proba comprehensiva en tres dimensións:

(1) Probas de Rendemento Electroquímico

• Probas de Capacidade: Seguir GB/T 34131—descarga a 0.2C ata a tensión de corte (25±2℃), comparar a capacidade real coa nominal para avaliar a "durabilidade".

• Probas de Resistencia Interna: Usar inxexión AC (onda senoidal de 1kHz, a máis representativa pero propensa a interferencias), conductancia de descarga AC ou métodos de descarga DC. Recomendo mellorar a inxexión AC con filtrado Kalman para reducir o ruido e aumentar a precisión.

• Monitorización de SOC/SOH: Combinar a integración ampere-hora, a tensión en circuito aberto e a espectroscopía de impedancia electroquímica. A integración ampere-hora modificada (ten en conta a temperatura e os estados de carga-descarga) manteño os erros de SOC <1%.

(2) Probas de Rendemento de Seguridade

• Probas de Fuga Térmica: Seguir UL 9540A&mdash;probar a nivel de célula, módulo e sistema para caracterizar o comportamento de fuga térmica e as propiedades de combustión de gases (crucial para a avaliación de perigos).

• Probas de Sobrexcarga/Descarga Excesiva: Simular condicións extremas segundo GB/T 36276 para verificar os límites de seguridade.

• Probas de Protección contra Cortocircuito: Simular cortocircuitos externos para validar as respostas protectoras (imprescindible para a seguridade do sistema).

(3) Probas de Condición Física

• Inspección Visual: Verificar deformacións do estuche, fugas e etiquetas legibles (detalles pequenos esconden grandes riscos).

• Probas de Conectores: Inspeccionar oxidación, corrosión ou soltura; medir a resistencia de contacto (conexións pobres causan fallos operativos).

• Probas de Protección contra Ingreso (IP): Seguir GB/T 4208 para asegurar a fiabilidade en entornos adversos (polvo, humidade, etc.).

1.2 BMS: O "Cerebro" da Xestión de Baterías

O BMS monitoriza e protexe as baterías&mdash;centrarse na comunicación, a estimación de estado e a protección:

(1) Probas de Compatibilidade de Protocolo de Comunicación

O BMS debe integrarse con PCS/EMS mediante protocolos como Modbus/IEC 61850. Usar analizadores CAN (por exemplo, Vector CANoe) e conversores de protocolo para probar:

• Latencia: &le;200ms

• Taxa de Éxito: &ge;99%

• Integridade de Datos: Sen perda/corruptela.

Uso a xeración de casos de proba baseada en máquina de estados finitos (FSM) para cubrir todos os escenarios de comunicación.

(2) Validación de Algoritmos de SOC/SOH

Asegurar que os erros de SOC &le;&plusmn;1% e os erros de SOH &le;&plusmn;5% (GB/T 34131):

• Calibración Offline: Comparar as estimacións do BMS coa capacidade medida en laboratorio / Resistencia Interna

• Probas Online: Simular ciclos de carga-descarga reais.

• Simuladores de batería e emuladores de interfaz BMS automatizan isto para eficiencia.

(3) Probas de Balanceo de Células

• Balanceo Activo: Simular desacordos entre células para validar as estratexias do BMS.

• Balanceo Pasivo: Seguir as tendencias de desacordo a longo prazo.
  Usar os resultados para xulgar se o balanceo atende as necesidades do sistema.

(4) Probas de Protección de Seguridade

Activar a sobrexcarga, a descarga excesiva e a protección térmica:

• Exemplo: Proba de sobrexcarga&mdash;continuar cargando unha batería completa para verificar que o BMS desconecta o circuito.
  Debe cumprir os requisitos de GB/T 34131.

1.3 PCS: O "Núcleo de Potencia" para a Conversión de Enerxía

O PCS converte AC/DC&mdash;probar a eficiencia, a protección e a calidade da potencia:

(1) Probas de Eficiencia

Cumprir GB/T 34120 (&ge;95% de eficiencia na potencia nominal):

• Comparación Entrada-Salida: Medir a potencia en ambos lados para calcular a eficiencia.

• Perfilado de Cargas: Probar a través de cargas para mapear as curvas de eficiencia.
  Usar analizadores de alta precisión (por exemplo, Fluke 438 - II) a 25&plusmn;2℃ para precisión.

(2) Probas de Protección

Validar as respostas de sobrecarga (110% da carga nominal), cortocircuito e sobretensión. Debe cumprir GB/T 34120.

(3) Análise Harmónica

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

• Medición Directa: Usar analizadores de calidade de potencia (por exemplo, Fluke 438 - II) para probar as formas de onda.

• Análise FFT: Calcular as amplitudes harmónicas a partir das señales de corrente.

• Probar a través de cargas e condicións de funcionamento.

(4) Probas de Estabilidade de Salida

Medir a estabilidade da tensión, frecuencia e factor de potencia baixo cargas variables. Usar osciloscopios/analisadores de alta precisión para verificar o cumplimento.

1.4 Sistema de Xestión Térmica: O "Guardián do Refrixeramento"

Mantén a temperatura óptima da batería&mdash;probar o refrixeramento, o control de temperatura e a robustez:

(1) Probas de Rendemento de Refrixeramento

• Sistemas de Refrixeramento por Aire: Probar o obstrución do filtro (caída de presión) e a vida útil do ventilador (análise de vibración).

• Sistemas de Refrixeramento por Líquido: Probar a presión da tubería (sensores hidráulicos) e o caudal do refrigerante (caudalímetros).
  Debe cumprir GB/T 40090. Exemplo: CATL usa clustering K-modificado + denoise wavelet para predecir el SOH con <3% de error.

(2) Probas de Precisión do Control de Temperatura

• Uniformidade: Desplegar sensores a través do paquete de baterías, asegurar que o máximo &Delta;T &le;5℃ (GB/T 40090; sistemas de refrixeramento por líquido apuntan a &le;2℃).

• Tempo de Resposta: Medir o tempo para estabilizar a temperatura após cambios ambientais.

(3) Probas de Robustez

Realizar probas IP (GB/T 4208), vibración (GB/T 4857.3) e salitre (GB/T 2423.17). Crucial para entornos extremos (por exemplo, o proxecto Mar Vermello de Huawei usa refrixeramento distribuído para condicións de 50℃).

(4) Detección de Fugas (Só para Refrixeramento por Líquido)

• Tracer Fluorescente: Adicione tinta, inspeccione con luz UV.

• Probas de Presión: Pressurice as liñas para comprobar sellos.

• Asegure que non hai fugas e que a presión do refrigerante é estable.

1.5 EMS: O "Comandante" da Xestión de Enerxía

Optimiza a operación e a despacho&mdash;probar algoritmos, comunicación e seguridade:

(1) Probas de Precisión de Algoritmos

Validar a previsión de carga, a optimización de carga-descarga e a economía:

• Backtesting Histórico: Usar datos pasados para verificar modelos.

• Pruebas en Vivo: Validar con operaciones en tempo real.

• Exemplo: O AI de CATL reduce o tempo de detección de fallos en 7 días, aumentando a eficiencia en un 3% e reducindo as perdas en un 25%.

(2) Probas de Compatibilidade de Protocolo de Comunicación

Asegurar compatibilidade con IEC 61850/Modbus (IEC 62933 - 5 - 2):

• Probas de Conformidade: Verificar o cumprimento con estándares.

• Probas de Interoperabilidad: Probar a integración con BMS/PCS.

(3) Probas de Seguridade de Datos

Validar a cifrado SM4, o control de acceso e a integridade (según os estándares nacionais de criptografía):

• Cifrado: Probar o intercambio de claves SM4.

• Control de Acceso: Verificar a imposición de permisos de usuario.

• Integridade: Asegurar que non hai perda/corruptela de datos durante o tránsito/almacenamento.

(4) Probas de Tempo de Resposta

Asegurar que a resposta do sistema &le;200ms (GB/T 40090) para manexar as demandas da rede. Activar as accións do EMS e medir a latencia.

2. Marco de Inspección en Tres Niveis
2.1 Comprobacións Diarias (Detección Rápida de Fallos)

Realizadas por turno para detectar problemas temprano:

• Ámbito: Temperatura/tensión/SOC da batería, comunicación BMS, parámetros PCS, refrixeramento térmico, datos EMS.

• Ferramentas: Cámara térmica, multimetro, osciloscopio, probadores de comunicación.

• Enfoque: Estado do sistema e anomalias&mdash;dirixir problemas inmediatamente.

2.2 Manutención Periódica (Cuidado Preventivo)

Programada para prolongar a vida útil:

• Ámbito: Resistencia interna da batería (inxexión AC), actualizacións de firmware BMS/calibración SOC, eficiencia/harmónicos PCS, selos do sistema térmico/IP, actualizacións de algoritmo EMS/comprobacións de seguridade.

• Ferramentas: Ohmímetros dedicados, analizadores CAN, analizadores de potencia, ferramentas de cifrado.

• Cadencia: Adaptar ao equipo (por exemplo, probas trimestrais de batería, actualizacións semestrais de BMS).

2.3 Diagnóstico Profundo (Análise de Causa Raíz)

Activado por problemas recorrentes (por exemplo, alertas frecuentes de fuga térmica, fallos de comunicación BMS):

• Ámbito: Fuga térmica (UL 9540A), diagnóstico de fallos BMS, análisis profundo de protección/eficiencia PCS, probas de fuga/vibración do sistema térmico, validación de algoritmo EMS/escaneo de seguridade.

• Ferramentas: Cámaras de fuga térmica, analizadores de vibración, escáneres de cifrado, inxectores de fallos.

• Obxectivo: Identificar as causas raíz para reparacións/actualizacións específicas.

3. Prácticas Recomendadas: Estandarización, Probas Baseadas en Datos, Prevención
3.1 Estandarización

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

• Proceso: Definir preparación (ámbito, ferramentas, ambiente), execución (probas + rexistro de datos) e análise (informe).

• Informes: Incluir especificacións do equipo, condicións de proba, datos, resultados e recomendacións (según os requisitos de GB/T 40090 para rastreabilidade).

3.2 Probas Baseadas en Datos

Construir unha canalización de datos unificada (temperatura da batería, tensión, SOC, eficiencia PCS, THD, etc.). Usar IA (LSTM, bosques aleatorios) e xemelgos digitais:

• Exemplo: A IA de CATL predice erros de SOC <1% e decadencia de SOH con >95% de precisión, emitindo alertas de fuga térmica con 7 días de antelación.

• Exemplo: Huawei usa xemelgos digitais para simular condicións extremas, identificando previamente fallos.

3.3 Probas Preventivas

Programar comprobacións proactivas baseadas no comportamento do equipo:Cadencia: Balanceo de células trimestral, actualizacións semestrais de BMS, comprobacións anuais de harmónicos PCS/selos térmicos, actualizacións trimestrais de algoritmo EMS.

• Activadores: Diagnóstico profundo para aumento de resistencia interna &ge;5% (3 probas consecutivas) ou fallos de comunicación recurrentes.

A proba de primeira liña require rigor, experiencia e coñecementos prácticos. Dominar estes subsistemas, ferramentas e estratexias asegura que os sistemas de almacenamento de enerxía proporcionen fiabilidade e eficiencia&mdash;protexendo as operacións empresariais e da rede. Esta guía resume anos de experiencia práctica&mdash;espero que empodere aos probadores para elevar o nivel de fiabilidade no almacenamento de enerxía.