Apa saja aspek yang dicakup dalam pemeriksaan penyimpanan energi industri dan komersial

Sebagai pengujian garis depan, saya bekerja dengan sistem penyimpanan energi industri dan komersial setiap hari. Saya tahu betul seberapa penting operasi stabil mereka untuk efisiensi energi dan keuntungan bisnis. Sementara kapasitas terpasang tumbuh pesat, kerusakan peralatan semakin mengancam ROI—lebih dari 57% dari pembangkit listrik penyimpanan energi melaporkan gangguan tidak terencana pada tahun 2023, dengan 80% berasal dari cacat peralatan, anomali sistem, atau integrasi yang buruk. Di bawah ini, saya berbagi wawasan pengujian praktis untuk lima subsistem inti (baterai, BMS, PCS, manajemen termal, EMS) dan kerangka pemeriksaan bertingkat tiga (pemeriksaan harian, pemeliharaan berkala, diagnosis mendalam) untuk membantu rekan-rekan praktisi.

1. Praktik Pengujian Subsistem Inti
1.1 Sistem Baterai: "Jantung" Penyimpanan Energi

Baterai adalah tulang punggung energi, memerlukan pengujian komprehensif di tiga dimensi:

(1) Pengujian Kinerja Elektrokimia

• Pengujian Kapasitas: Ikuti GB/T 34131—lepas muatan pada 0.2C hingga tegangan pemutus (25±2℃), bandingkan kapasitas aktual vs. kapasitas nominal untuk menilai “daya tahan.”

• Pengujian Hambatan Internal: Gunakan injeksi AC (gelombang sinus 1kHz, paling representatif tetapi rentan terhadap gangguan), konduktansi lepas muatan AC, atau metode lepas muatan DC. Saya merekomendasikan peningkatan injeksi AC dengan filter Kalman untuk mengurangi noise demi akurasi.

• Pemantauan SOC/SOH: Gabungkan integrasi ampere-jam, tegangan sirkuit terbuka, dan spektroskopi impedansi elektrokimia. Integrasi ampere-jam yang dimodifikasi (mengakomodasi suhu dan keadaan muat-lepas) menjaga kesalahan SOC <1%.

(2) Pengujian Kinerja Keamanan

• Pengujian Lari Termal: Ikuti UL 9540A&mdash;uji pada tingkat sel, modul, dan sistem untuk mengkarakterisasi perilaku lari termal dan sifat pembakaran gas (penting untuk penilaian bahaya).

• Pengujian Overcharge/Overdischarge: Simulasikan kondisi ekstrem sesuai GB/T 36276 untuk memverifikasi ambang batas keamanan.

• Pengujian Perlindungan Korsleting: Simulasikan korsleting eksternal langsung untuk memvalidasi respons perlindungan (wajib untuk keamanan sistem).

(3) Pengujian Kondisi Fisik

• Inspeksi Visual: Periksa deformasi casing, kebocoran, dan label yang jelas (detail kecil menyembunyikan risiko besar).

• Pengujian Konektor: Periksa oksidasi, korosi, atau longgar; ukur resistansi kontak (konektor buruk menyebabkan kegagalan operasional).

• Pengujian Perlindungan Masuk (IP): Ikuti GB/T 4208 untuk memastikan keandalan dalam lingkungan keras (debu, kelembaban, dll.).

1.2 BMS: "Otomatis" Manajemen Baterai

BMS memantau dan melindungi baterai&mdash;fokus pada komunikasi, estimasi keadaan, dan perlindungan:

(1) Pengujian Kompatibilitas Protokol Komunikasi

BMS harus terintegrasi dengan PCS/EMS melalui protokol seperti Modbus/IEC 61850. Gunakan analisis CAN (misalnya, Vector CANoe) dan konverter protokol untuk menguji:

• Latensi: &le;200ms

• Tingkat Keberhasilan: &ge;99%

• Integritas Data: Tidak ada hilang/corruptio.

Saya menggunakan pembuatan kasus uji berbasis mesin status terbatas (FSM) untuk mencakup semua skenario komunikasi.

(2) Validasi Algoritma SOC/SOH

Pastikan kesalahan SOC &le;&plusmn;1% dan kesalahan SOH &le;&plusmn;5% (GB/T 34131):

• Kalibrasi Offline: Bandingkan perkiraan BMS dengan kapasitas/internal resistance yang diukur di laboratorium

• Pengujian Online: Simulasikan siklus muat-lepas dunia nyata.

• Simulator baterai dan emulator antarmuka BMS mengotomatisasi ini untuk efisiensi.

(3) Pengujian Penyeimbangan Sel

• Penyeimbangan Aktif: Simulasikan ketidakcocokan sel untuk memvalidasi strategi BMS.

• Penyeimbangan Pasif: Lacak tren ketidakcocokan jangka panjang.
  Gunakan hasil untuk menilai apakah penyeimbangan memenuhi kebutuhan sistem.

(4) Pengujian Perlindungan Keamanan

Picu overcharge, overdischarge, dan perlindungan termal:

• Contoh: Uji overcharge&mdash;lanjutkan pengisian baterai yang penuh untuk memverifikasi BMS memutus rangkaian.
  Harus memenuhi persyaratan GB/T 34131.

1.3 PCS: "Hub Daya" untuk Konversi Energi

PCS mengonversi AC/DC&mdash;uji efisiensi, perlindungan, dan kualitas daya:

(1) Pengujian Efisiensi

Penuhi GB/T 34120 (&ge;95% efisiensi pada daya nominal):

• Perbandingan Input-Output: Ukur daya di kedua ujung untuk menghitung efisiensi.

• Profil Beban: Uji di berbagai beban untuk memetakan kurva efisiensi.
  Gunakan analisis presisi tinggi (misalnya, Fluke 438 - II) pada 25&plusmn;2℃ untuk akurasi.

(2) Pengujian Perlindungan

Validasi respons overload (110% beban nominal), korsleting, dan overvoltage. Harus memenuhi GB/T 34120.

(3) Analisis Harmonik

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

• Pengukuran Langsung: Gunakan analisis kualitas daya (misalnya, Fluke 438 - II) untuk menguji gelombang.

• Analisis FFT: Hitung amplitudo harmonik dari sinyal arus.

• Uji di berbagai beban dan kondisi operasi.

(4) Pengujian Stabilitas Output

Ukur stabilitas tegangan, frekuensi, dan faktor daya di bawah beban yang berbeda. Gunakan osiloskop/analisis presisi tinggi untuk memverifikasi kepatuhan.

1.4 Sistem Manajemen Termal: "Penjaga Pendinginan"

Memelihara suhu baterai optimal&mdash;uji pendinginan, kontrol suhu, dan kekokohan:

(1) Pengujian Kinerja Pendinginan

• Sistem Pendingin Udara: Uji penyumbatan filter (penurunan tekanan) dan umur pakai kipas (analisis getaran).

• Sistem Pendingin Cair: Uji tekanan pipa (sensor hidraulik) dan aliran cairan pendingin (flowmeter).
  Harus memenuhi GB/T 40090. Contoh: CATL menggunakan klaster K-means modifikasi + denoising wavelet untuk memprediksi SOH dengan kesalahan <3%.

(2) Pengujian Presisi Kontrol Suhu

• Keseragaman: Pasang sensor di seluruh paket baterai, pastikan &Delta;T maksimum &le;5℃ (GB/T 40090; sistem pendingin cair menargetkan &le;2℃).

• Waktu Respons: Ukur waktu untuk menstabilkan suhu setelah perubahan lingkungan.

(3) Pengujian Kekokohan

Lakukan uji IP (GB/T 4208), getaran (GB/T 4857.3), dan semprot garam (GB/T 2423.17). Penting untuk lingkungan ekstrem (misalnya, proyek Laut Merah Huawei menggunakan pendingin terdistribusi untuk kondisi 50℃).

(4) Deteksi Kebocoran (Hanya Pendingin Cair)

• Tracer Fluoresen: Tambahkan pewarna, inspeksi dengan cahaya UV.

• Pengujian Tekanan: Tekan garis untuk memeriksa segel.

• Pastikan tidak ada kebocoran dan tekanan cairan pendingin stabil.

1.5 EMS: "Komandan" Manajemen Energi

Optimalkan operasi dan penjadwalan&mdash;uji algoritma, komunikasi, dan keamanan:

(1) Pengujian Akurasi Algoritma

Validasi peramalan beban, optimasi muat-lepas, dan ekonomi:

• Backtesting Historis: Gunakan data masa lalu untuk memverifikasi model.

• Pengujian Live: Validasi dengan operasi real-time.

• Contoh: AI CATL memotong waktu deteksi kerusakan 7 hari, meningkatkan efisiensi 3% dan mengurangi kerugian 25%.

(2) Pengujian Kompatibilitas Protokol Komunikasi

Pastikan dukungan untuk IEC 61850/Modbus (IEC 62933 - 5 - 2):

• Pengujian Kesesuaian: Verifikasi kepatuhan terhadap standar.

• Pengujian Interoperabilitas: Uji integrasi dengan BMS/PCS.

(3) Pengujian Keamanan Data

Validasi enkripsi SM4, kontrol akses, dan integritas (sesuai standar kripto nasional):

• Enkripsi: Uji pertukaran kunci SM4.

• Kontrol Akses: Verifikasi penegakan izin pengguna.

• Integritas: Pastikan tidak ada hilang/corupsi data selama transit/penyimpanan.

(4) Pengujian Waktu Respon

Pastikan respon sistem &le;200ms (GB/T 40090) untuk menangani permintaan grid. Picu tindakan EMS dan ukur latensi.

2. Kerangka Pemeriksaan Bertingkat Tiga
2.1 Pemeriksaan Harian (Deteksi Cepat Kerusakan)

Dilakukan per shift untuk menangkap masalah sejak dini:

• Ruas: Suhu/voltase/SOC baterai, komunikasi BMS, parameter PCS, pendinginan termal, data EMS.

• Alat: Kamera termal, multimeter, osiloskop, alat pengujian komunikasi.

• Fokus: Status sistem dan anomali&mdash;tangani masalah segera.

2.2 Pemeliharaan Berkala (Perawatan Preventif)

Diatur untuk memperpanjang usia:

• Ruas: Hambatan internal baterai (injeksi AC), pembaruan firmware BMS/kalibrasi SOC, efisiensi/harmonik PCS, segel/IP sistem termal, pembaruan algoritma EMS/pemeriksaan keamanan.

• Alat: Meter hambatan khusus, analisis CAN, analisis daya, alat enkripsi.

• Cadence: Sesuaikan dengan peralatan (misalnya, uji baterai triwulanan, pembaruan BMS setiap semester).

2.3 Diagnostik Mendalam (Analisis Penyebab Akar)

Dipicu oleh masalah berulang (misalnya, peringatan lari termal sering, kegagalan komunikasi BMS):

• Ruas: Lari termal (UL 9540A), diagnosis kerusakan BMS, studi mendalam perlindungan/efisiensi PCS, uji kebocoran/getaran sistem termal, validasi algoritma EMS/pindai keamanan.

• Alat: Ruang lari termal, analisis getaran, pindai enkripsi, injektor kerusakan.

• Tujuan: Identifikasi penyebab akar untuk perbaikan/perbaikan yang ditargetkan.

3. Praktik Terbaik: Standarisasi, Pengujian Berbasis Data, Pencegahan
3.1 Standarisasi

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

• Proses: Tentukan persiapan (ruas, alat, lingkungan), eksekusi (pengujian + pencatatan data), dan analisis (laporan).

• Laporan: Sertakan spesifikasi peralatan, kondisi pengujian, data, hasil, dan rekomendasi (sesuai persyaratan GB/T 40090 untuk traceability).

3.2 Pengujian Berbasis Data

Bangun pipeline data terpadu (suhu baterai, voltase, SOC, efisiensi PCS, THD, dll.). Gunakan AI (LSTM, hutan acak) dan twin digital:

• Contoh: AI CATL memprediksi kesalahan SOC <1% dan degradasi SOH dengan akurasi >95%, mengeluarkan peringatan lari termal 7 hari lebih awal.

• Contoh: Huawei menggunakan twin digital untuk mensimulasikan kondisi ekstrem, mengidentifikasi kegagalan sebelumnya.

3.3 Pengujian Pencegahan

Jadwalkan pemeriksaan proaktif berdasarkan perilaku peralatan:Cadence: Penyeimbangan sel triwulanan, pembaruan BMS setiap semester, pemeriksaan harmonik/segel termal PCS tahunan, pembaruan algoritma EMS triwulanan.

• Pemicu: Diagnostik mendalam untuk kenaikan hambatan internal &ge;5% (3 tes berturut-turut) atau kegagalan komunikasi berulang.

Pengujian garis depan membutuhkan ketelitian, keahlian, dan pengetahuan praktis. Menguasai subsistem, alat, dan strategi ini memastikan sistem penyimpanan energi memberikan keandalan dan efisiensi&mdash;melindungi operasi bisnis dan jaringan. Panduan ini merumuskan pengalaman praktis bertahun-tahun&mdash;saya berharap dapat memberdayakan rekan-rekan pengujian untuk meningkatkan standar keandalan penyimpanan energi.