Koji aspekti suključeni u pregled proizvodnje i skladištenja energije za industrijske i trgovinske namjene

Kao ispitivač na prvoj liniji rada, svakodnevno radim s industrijskim i poslovnim sustavima za pohranu energije. Poznato mi je iz prve ruke koliko je kritična njihova stabilna operacija za energetsku učinkovitost i profitabilnost poslovanja. Dok se instalirana snaga brzo povećava, otkazi opreme sve više prijeti ROI-u - preko 57% objekata za pohranu energije izvijestilo je o neočekivanim otkazima 2023. godine, od kojih 80% proizlazi iz defektnog opreme, anomalija sistema ili loše integracije. U nastavku dijelim praktične uvjete ispitivanja za pet ključnih podsustava (baterija, BMS, PCS, termalni upravljački sustav, EMS) i tri stupnja inspekcije (dnevne provjere, periodično održavanje, duboka dijagnostika) kako bih pomogao drugim stručnjacima.

1. Praktične metode ispitivanja ključnih podsustava
1.1 Sustav baterija: "Srce" sustava za pohranu energije

Baterije su temelj za pohranu energije, zahtijevajući kompleksno ispitivanje u tri dimenzije:

(1) Ispitivanje elektrokemijske performanse

• Ispitivanje kapaciteta: Pratite GB/T 34131 - otpuštanje na 0.2C do granične napon (25±2℃), usporedite stvarni s nominiranim kapacitetom kako biste procijenili "izdržljivost".

• Ispitivanje unutarnjeg otpora: Koristite postupak ubrizgavanja AC (sinusni val na 1kHz, najzastupljeniji ali podložan smetnjama), postupak ubrizgavanja AC raspadanja ili postupak ubrizgavanja DC. Preporučujem poboljšanje ubrizgavanja AC Kalmanovim filtriranjem kako bi se smanjio šum za točnost.

• Nadzor SOC/SOH: Kombinirajte integraciju amper-sati, otvoreni-kontakt napon i spektroskopiju elektrokimijskog impedanca. Modificirana integracija amper-sati (uzimajući u obzir temperaturu i stanje punjenja/otpunjenja) zadržava pogreške SOC ispod 1%.

(2) Ispitivanje sigurnosne performanse

• Ispitivanje termalne bezkontrolnosti: Pratite UL 9540A - testiranje na razini celica, modula i sustava kako biste karakterizirali ponašanje termalne bezkontrolnosti i svojstva sagorevanja plinova (kritično za ocjenu opasnosti).

• Ispitivanje preopterećenja/preotpunjenja: Simulirajte ekstremne uvjete prema GB/T 36276 kako biste potvrdili sigurnosne granice.

• Ispitivanje zaštite od kratkog spoja: Direktno simulirajte vanjske kratke spojeve kako biste provjerili odgovarajuće reakcije zaštite (obavezno za sigurnost sustava).

(3) Ispitivanje fizičkog stanja

• Vizualna inspekcija: Provjerite deformaciju kućišta, curenje i čitljive oznake (mali detalji skrivaju velike rizike).

• Ispitivanje spojnica: Provjerite oxidaciju, koroziju ili laganje; izmjerite kontakt otpor (slabi spojevi uzrokuju operativne otkaze).

• Ispitivanje zaštite od vlažnosti i prašine (IP): Pratite GB/T 4208 kako biste osigurali pouzdanost u teškim okruženjima (prašina, vlaga itd.).

1.2 BMS: "Mozak" upravljanja baterijama

BMS nadgleda i štiti baterije - fokus na komunikaciju, procjenu stanja i zaštitu:

(1) Ispitivanje kompatibilnosti protokola komunikacije

BMS mora biti integriran s PCS/EMS putem protokola poput Modbus/IEC 61850. Koristite analizatore CAN (npr. Vector CANoe) i pretvarače protokola kako biste testirali:

• Latencija: ≤200ms

• Stopa uspjeha: ≥99%

• Integritet podataka: Bez gubitka/korupcije.

Koristim generaciju testnih slučajeva baziranu na konačnom automatu (FSM) kako bih pokrio sve scenarije komunikacije.

(2) Valjanost algoritama SOC/SOH

Osigurajte da su pogreške SOC ≤±1% i pogreške SOH ≤±5% (GB/T 34131):

• Offline kalibracija: Usporedite procjene BMS-a s laboratorijski izmjerenim kapacitetom/unutarnjim otporom

• Online ispitivanje: Simulirajte realne cikluse punjenja/otpunjenja.

• Simulatori baterija i emulatori sučelja BMS-a automatiziraju ovo radi učinkovitosti.

(3) Ispitivanje balansiranja celija

• Aktivno balansiranje: Simulirajte neusklađenosti celija kako biste validirali strategije BMS-a.

• Pasivno balansiranje: Praćenje dugoročnih trendova neusklađenosti.
  Koristite rezultate kako biste sudili o tome da li balansiranje zadovoljava potrebe sustava.

(4) Ispitivanje sigurnosne zaštite

Pokrenite preopterećenje, preotpunjenje i termalnu zaštitu:

• Primjer: Test preopterećenja - nastavite punjenje punog akumulatora kako biste provjerili da BMS prekida vezu.
  Mora zadovoljavati zahtjeve GB/T 34131.

1.3 PCS: "Središte snage" za pretvorbu energije

PCS pretvara AC/DC - testirajte učinkovitost, zaštitu i kvalitetu snage:

(1) Ispitivanje učinkovitosti

Ispravnost ≥95% na nominalnoj snazi (GB/T 34120):

• Usporedba ulaza i izlaza: Izmjerite snagu na obje strane kako biste izračunali učinkovitost.

• Profiliranje opterećenja: Testirajte na različitim opterećenjima kako biste mapirali krivulje učinkovitosti.
  Koristite visoko precizne analizatore (npr. Fluke 438-II) na 25±2℃ za točnost.

(2) Ispitivanje zaštite

Validirajte odgovore na preopterećenje (110% nominalne snage), kratki spoj i previsoku naponsku razinu. Mora zadovoljavati GB/T 34120.

(3) Harmonijska analiza

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

• Direktna mjerenja: Koristite analizatore kvalitete snage (npr. Fluke 438-II) za testiranje valnih oblika.

• FFT analiza: Izračunajte amplitude harmonika iz signala struje.

• Testirajte na različitim opterećenjima i uvjetima rada.

(4) Ispitivanje stabilnosti izlaza

Izmjerite stabilnost napona, frekvencije i faktora snage pod varirajućim opterećenjima. Koristite visoko precizne osciloskope/analizatore kako biste provjerili ispravnost.

1.4 Termalni upravljački sustav: "Stručnjak za hlađenje"

Održava optimalnu temperaturu baterija - testirajte hlađenje, kontrolu temperature i otpornost:

(1) Ispitivanje performansi hlađenja

• Zračno hlađeni sustavi: Testirajte zaklanjanje filtera (pad tlaka) i vijek trajanja ventilatora (analiza vibracija).

• Tečno hlađeni sustavi: Testirajte tlak u cjevovodu (hidraulički senzori) i protok hladila (protokmetri).
  Mora zadovoljavati GB/T 40090. Primjer: CATL koristi modificirano K-means grupiranje + wavelet denoising za predviđanje SOH s pogreškom manjom od 3%.

(2) Ispitivanje preciznosti kontrole temperature

• Uniformnost: Raspoložite senzore diljem paketa baterija, osigurajte maksimalnu ΔT ≤5℃ (GB/T 40090; tečno hlađeni sustavi ciljaju ≤2℃).

• Vrijeme odziva: Izmjerite vrijeme potrebno za stabilizaciju temperature nakon promjena okoliša.

(3) Ispitivanje otpornosti

Provjerite IP (GB/T 4208), vibracije (GB/T 4857.3) i solano zračenje (GB/T 2423.17). Ključno za ekstremne okruženja (npr. Huaweiov projekat Crveno more koristi distribuirano hlađenje za uvjete do 50℃).

(4) Otkrivanje curenja (samo za tečno hlađene sustave)

• Fluorescentni tracer: Dodajte boju, pregledajte UV svjetlom.

• Ispitivanje tlaka: Pod tlakom provjerite sigurnosne zategnice.

• Osigurajte da nema curenja i stabilan tlak hladila.

1.5 EMS: "Komandant" upravljanja energijom

Optimizira operacije i raspoređivanje - testirajte algoritme, komunikaciju i sigurnost:

(1) Ispitivanje točnosti algoritama

Validirajte prognoze opterećenja, optimizaciju punjenja/otpunjenja i ekonomiju:

• Povratno testiranje povijesnih podataka: Koristite prošle podatke kako biste provjerili modele.

• Testiranje u stvarnom vremenu: Validirajte s operacijama u stvarnom vremenu.

• Primjer: AI CATL-a smanjuje vrijeme detekcije grešaka za 7 dana, povećavajući učinkovitost za 3% i smanjujući gubitke za 25%.

(2) Ispitivanje kompatibilnosti protokola komunikacije

Osigurajte podršku za IEC 61850/Modbus (IEC 62933-5-2):

• Ispitivanje konformnosti: Provjerite usklađenost sa standardima.

• Ispitivanje interoperabilnosti: Testirajte integraciju s BMS/PCS.

(3) Ispitivanje sigurnosti podataka

Validirajte SM4 šifriranje, kontrolu pristupa i integritet (prema nacionalnim standardima kriptografije):

• Šifriranje: Testirajte razmjenu ključeva SM4.

• Kontrola pristupa: Provjerite primjenu dopuštenja korisnika.

• Integritet: Osigurajte da nemate gubitak/korupciju podataka tijekom prijenosa/spremanja.

(4) Ispitivanje vremena odziva

Osigurajte da je vremenski odziv sustava ≤200ms (GB/T 40090) kako bi se obradile zahtjeve mreže. Pokrenite akcije EMS-a i izmjerite latenciju.

2. Trostruka inspekcijska struktura
2.1 Dnevne provjere (brzo otkrivanje grešaka)

Obavljaju se svaki smjena kako bi se ranije otkrile probleme:

• Opseg: Temperatura/voltaza/SOC baterija, komunikacija BMS, parametri PCS, termalno hlađenje, podaci EMS.

• Alati: Termografske kamere, multimetri, osciloskopi, testeri komunikacije.

• Fokus: Status sustava i anomalije - odmah rješavajte probleme.

2.2 Periodično održavanje (preventivna skrb)

Planirano kako bi se produžio životni vijek:

• Opseg: Unutarnji otpor baterija (ubrizgavanje AC), ažuriranje firmvera BMS/kalibracija SOC, učinkovitost/harmonici PCS, sigurnosne zategnice/IP termalnog sustava, ažuriranje algoritama EMS/pregled sigurnosti.

• Alati: Posebni metri otpora, analizatori CAN, analizatori snage, alati za šifriranje.

• Frekvencija: Prilagodite opremi (npr. kvartalno testiranje baterija, polugodišnja ažuriranja BMS).

2.3 Duboka dijagnostika (analiza uzroka)

Pokreće se zbog ponavljajućih problema (npr. česte upozorenja o termalnoj bezkontrolnosti, propadi komunikacije BMS):

• Opseg: Termalna bezkontrolnost (UL 9540A), dijagnostika grešaka BMS, duboka analiza zaštite/učinkovitosti PCS, testiranje curenja/vibracija termalnog sustava, validacija algoritama EMS/skeniranje sigurnosti.

• Alati: Kamere za termalnu bezkontrolnost, analizatori vibracija, skeneri za šifriranje, injektori grešaka.

• Cilj: Identificirajte uzroke za ciljane popravke/nadogradnje.

3. Najbolje prakse: Standardizacija, ispitivanje temeljeno na podacima, prevencija
3.1 Standardizacija

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

• Postupak: Definirajte pripremu (opseg, alati, okruženje), izvršenje (ispitivanje + zapisivanje podataka) i analizu (izvješća).

• Izvješća: Uključite specifikacije opreme, uvjete testiranja, podatke, rezultate i preporuke (prema zahtjevima GB/T 40090 za praćenje).

3.2 Ispitivanje temeljeno na podacima

Izgradite jedinstvenu kanalu podataka (temperatura baterija, voltaza, SOC, učinkovitost PCS, THD itd.). Koristite AI (LSTM, nasumične šume) i digitalne blizanke:

• Primjer: AI CATL-a predviđa pogreške SOC <1% i propadanje SOH s točnošću >95%, emitirajući unaprijed 7-dnevna upozorenja o termalnoj bezkontrolnosti.

• Primjer: Huawei koristi digitalne blizanke za simulaciju ekstremnih uvjeta, predvidi propade.

3.3 Preventivno ispitivanje