การตรวจสอบเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมครอบคลุมด้านใดบ้าง

ในฐานะผู้ทดสอบแนวหน้า ผมทำงานกับระบบการเก็บพลังงานสำหรับอุตสาหกรรมและพาณิชย์ทุกวัน ผมทราบดีว่าการทำงานอย่างมั่นคงของระบบนี้มีความสำคัญเพียงใดต่อประสิทธิภาพในการใช้พลังงานและการทำกำไรทางธุรกิจ ในขณะที่กำลังการผลิตที่ติดตั้งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การเสียหายของอุปกรณ์เป็นภัยคุกคามต่อ ROI มากขึ้น—ในปี 2023 มีโรงไฟฟ้าเก็บพลังงานมากกว่า 57% รายงานว่ามีการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ โดย 80% เกิดจากข้อบกพร่องของอุปกรณ์ ความผิดปกติของระบบ หรือการรวมระบบที่ไม่ดี ด้านล่างนี้ผมจะแบ่งปันประสบการณ์การทดสอบที่เป็นประโยชน์สำหรับห้าระบบย่อยหลัก (แบตเตอรี่, BMS, PCS, ระบบควบคุมอุณหภูมิ, EMS) และกรอบตรวจสอบแบบสามระดับ (การตรวจสอบประจำวัน, การบำรุงรักษาระยะยาว, การวินิจฉัยลึก) เพื่อช่วยเหลือผู้ปฏิบัติงานคนอื่น ๆ

1. แนวทางการทดสอบระบบย่อยหลัก
1.1 ระบบแบตเตอรี่: "หัวใจ" ของการเก็บพลังงาน

แบตเตอรี่เป็นกระดูกสันหลังของพลังงาน ต้องการการทดสอบอย่างครอบคลุมในสามมิติ:

(1) การทดสอบสมรรถนะทางอิเล็กโตรเคมี

• การทดสอบความจุ: ปฏิบัติตาม GB/T 34131—ปล่อยประจุที่ 0.2C ถึงแรงดันตัด (25±2℃) แล้วเปรียบเทียบความจุจริงกับความจุที่กำหนดเพื่อประเมิน "ความทนทาน"

• การทดสอบความต้านทานภายใน: ใช้การฉีด AC (คลื่นไซน์ 1kHz ซึ่งเป็นตัวแทนที่มีความหมายแต่ไวต่อการรบกวน) การนำไฟฟ้าจากการปล่อยประจุ AC หรือวิธีการปล่อยประจุ DC แนะนำให้ใช้การกรอง Kalman เพื่อลดเสียงรบกวนเพื่อความแม่นยำ

• การตรวจสอบ SOC/SOH: รวมการรวมแอมแปร์-ชั่วโมง แรงดันวงจรเปิด และสเปกโทรสโคปีอิมพิแดนซ์ทางอิเล็กโตรเคมี การรวมแอมแปร์-ชั่วโมงที่แก้ไข (พิจารณาอุณหภูมิและสถานะการชาร์จ-ปล่อยประจุ) ทำให้ข้อผิดพลาดของ SOC น้อยกว่า 1%

(2) การทดสอบสมรรถนะด้านความปลอดภัย

• การทดสอบการวิ่งผิดปกติทางความร้อน: ปฏิบัติตาม UL 9540A—ทดสอบที่ระดับเซลล์ โมดูล และระบบเพื่อจำแนกพฤติกรรมการวิ่งผิดปกติทางความร้อนและคุณสมบัติการเผาไหม้ของก๊าซ (สำคัญสำหรับการประเมินอันตราย)

• การทดสอบการชาร์จเกิน/ปล่อยประจุเกิน: จำลองสภาพแวดล้อมขั้นสุดท้ายตาม GB/T 36276 เพื่อยืนยันขีดจำกัดความปลอดภัย

• การทดสอบการป้องกันการลัดวงจร: จำลองการลัดวงจรภายนอกเพื่อยืนยันการตอบสนองการป้องกัน (จำเป็นสำหรับความปลอดภัยของระบบ)

(3) การทดสอบสภาพทางกายภาพ

• การตรวจสอบด้วยสายตา: ตรวจสอบการบิดเบือนของโครงสร้าง การรั่วไหล และการระบุชัดเจน (รายละเอียดเล็ก ๆ อาจซ่อนความเสี่ยงใหญ่)

• การทดสอบตัวเชื่อมต่อ: ตรวจสอบการออกซิเดชัน การกัดกร่อน หรือการคลายตัว; วัดความต้านทานการติดต่อ (การต่อติดต่อที่ไม่ดีทำให้เกิดความล้มเหลวในการทำงาน)

• การทดสอบการป้องกันการแทรกซึม (IP): ปฏิบัติตาม GB/T 4208 เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ฝุ่น ความชื้น เป็นต้น)

1.2 BMS: "สมอง" ของการจัดการแบตเตอรี่

BMS ทำการตรวจสอบและป้องกันแบตเตอรี่—เน้นการสื่อสาร การประมาณค่าสถานะ และการป้องกัน:

(1) การทดสอบความเข้ากันได้ของโปรโตคอลการสื่อสาร

BMS ต้องสามารถทำงานร่วมกับ PCS/EMS ผ่านโปรโตคอลเช่น Modbus/IEC 61850 ใช้เครื่องวิเคราะห์ CAN (เช่น Vector CANoe) และเครื่องแปลงโปรโตคอลเพื่อทดสอบ:

• ความล่าช้า: ≤200ms

• อัตราความสำเร็จ: ≥99%

• ความสมบูรณ์ของข้อมูล: ไม่มีการสูญหาย/เสียหาย

ผมใช้การสร้างเคสทดสอบโดยใช้ state machine (FSM) เพื่อครอบคลุมสถานการณ์การสื่อสารทั้งหมด

(2) การตรวจสอบความถูกต้องของอัลกอริธึม SOC/SOH

ให้แน่ใจว่าข้อผิดพลาดของ SOC ≤±1% และ SOH ≤±5% (GB/T 34131):

• การสอบเทียบแบบออฟไลน์: เปรียบเทียบการประมาณค่าของ BMS กับความจุ/ความต้านทานภายในที่วัดในห้องทดลอง

• การทดสอบแบบออนไลน์: จำลองวงจรชาร์จ-ปล่อยประจุในโลกจริง

• เครื่องจำลองแบตเตอรี่และเครื่องจำลองอินเทอร์เฟซ BMS ทำให้การทดสอบนี้มีประสิทธิภาพ

(3) การทดสอบการบาลานซ์เซลล์

• การบาลานซ์แบบแอคทีฟ: จำลองความแตกต่างของเซลล์เพื่อยืนยันกลยุทธ์ของ BMS

• การบาลานซ์แบบพาสซีฟ: ติดตามแนวโน้มความแตกต่างระยะยาว
  ใช้ผลลัพธ์เพื่อตัดสินว่าการบาลานซ์ตรงตามความต้องการของระบบหรือไม่

(4) การทดสอบการป้องกันความปลอดภัย

ทริกเกอร์การชาร์จเกิน การปล่อยประจุเกิน และการป้องกันความร้อน:

• ตัวอย่าง: การทดสอบการชาร์จเกิน—ดำเนินการชาร์จแบตเตอรี่ที่เต็มเพื่อยืนยันว่า BMS ตัดวงจร
  ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของ GB/T 34131

1.3 PCS: "ศูนย์กลางพลังงาน" สำหรับการแปลงพลังงาน

PCS แปลง AC/DC—ทดสอบประสิทธิภาพ การป้องกัน และคุณภาพไฟฟ้า:

(1) การทดสอบประสิทธิภาพ

ปฏิบัติตาม GB/T 34120 (ประสิทธิภาพ ≥95% ที่กำลังไฟฟ้าที่กำหนด):

• การเปรียบเทียบระหว่างการป้อนเข้าและออก: วัดกำลังไฟฟ้าทั้งสองด้านเพื่อคำนวณประสิทธิภาพ

• การทดสอบโหลด: ทดสอบทั่วโหลดเพื่อสร้างแผนที่ประสิทธิภาพ
  ใช้เครื่องวิเคราะห์ความแม่นยำสูง (เช่น Fluke 438-II) ที่ 25±2℃ สำหรับความแม่นยำ

(2) การทดสอบการป้องกัน

ยืนยันการตอบสนองต่อการโหลดเกิน (110% ของโหลดที่กำหนด) การลัดวงจร และแรงดันไฟฟ้าเกิน ต้องปฏิบัติตาม GB/T 34120

(3) การวิเคราะห์ฮาร์มอนิก

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

• การวัดโดยตรง: ใช้เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า (เช่น Fluke 438-II) เพื่อทดสอบรูปคลื่น

• การวิเคราะห์ FFT: คำนวณขนาดฮาร์มอนิกจากสัญญาณกระแส

• ทดสอบทั่วโหลดและสภาพการทำงาน

(4) การทดสอบความมั่นคงของการส่งออก

วัดความมั่นคงของแรงดัน ความถี่ และแฟคเตอร์กำลังภายใต้โหลดที่เปลี่ยนแปลง ใช้สโคป/เครื่องวิเคราะห์ความแม่นยำสูงเพื่อยืนยันความสอดคล้อง

1.4 ระบบควบคุมอุณหภูมิ: "ผู้คุ้มครองการเย็น"

รักษาอุณหภูมิแบตเตอรี่ที่เหมาะสม—ทดสอบการเย็น การควบคุมอุณหภูมิ และความแข็งแกร่ง:

(1) การทดสอบสมรรถนะการเย็น

• ระบบเย็นด้วยอากาศ: ทดสอบการอุดตันของตัวกรอง (การลดความดัน) และอายุการใช้งานของพัดลม (การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน)

• ระบบเย็นด้วยของเหลว: ทดสอบความดันท่อ (เซ็นเซอร์ไฮดรอลิก) และการไหลของของเหลว (เครื่องวัดการไหล)
  ต้องปฏิบัติตาม GB/T 40090 ตัวอย่าง: CATL ใช้การจัดกลุ่ม K-means ที่ปรับปรุง + การลดเสียงรบกวนด้วย wavelet เพื่อทำนาย SOH ด้วยข้อผิดพลาด <3%

(2) การทดสอบความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ

• ความสม่ำเสมอ: ติดตั้งเซ็นเซอร์ทั่วแพ็คแบตเตอรี่ ให้แน่ใจว่า ΔT สูงสุด ≤5℃ (GB/T 40090; ระบบเย็นด้วยของเหลวมุ่งหมาย ≤2℃)

• เวลาตอบสนอง: วัดเวลาที่อุณหภูมิมั่นคงหลังจากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม

(3) การทดสอบความแข็งแกร่ง

ดำเนินการทดสอบ IP (GB/T 4208) การสั่นสะเทือน (GB/T 4857.3) และการทดสอบด้วยละอองเกลือ (GB/T 2423.17) สำคัญสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ตัวอย่าง: โครงการทะเลแดงของ Huawei ใช้ระบบเย็นกระจายสำหรับสภาพแวดล้อม 50℃)

(4) การตรวจจับการรั่วไหล (เฉพาะระบบเย็นด้วยของเหลว)

• สารส่องสว่าง: ใส่สี ตรวจสอบด้วยแสง UV

• การทดสอบความดัน: ป้อนความดันเข้าท่อเพื่อตรวจสอบการปิดผนึก

• ให้แน่ใจว่าไม่มีการรั่วไหลและความดันของของเหลวมั่นคง

1.5 EMS: "ผู้บัญชาการ" ในการจัดการพลังงาน

เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานและการจัดสรร—ทดสอบอัลกอริธึม การสื่อสาร และความปลอดภัย:

(1) การทดสอบความแม่นยำของอัลกอริธึม

ยืนยันการคาดการณ์โหลด การเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จ-ปล่อยประจุ และเศรษฐศาสตร์:

• การทดสอบย้อนหลัง: ใช้ข้อมูลในอดีตเพื่อยืนยันโมเดล

• การทดสอบสด: ยืนยันด้วยการทำงานแบบเรียลไทม์

• ตัวอย่าง: AI ของ CATL ลดเวลาการตรวจจับข้อผิดพลาดลง 7 วัน เพิ่มประสิทธิภาพ 3% และลดการสูญเสีย 25%

(2) การทดสอบความเข้ากันได้ของโปรโตคอลการสื่อสาร

ให้แน่ใจว่ารองรับ IEC 61850/Modbus (IEC 62933-5-2):

• การทดสอบความสอดคล้อง: ยืนยันความสอดคล้องกับมาตรฐาน

• การทดสอบการเชื่อมต่อ: ทดสอบการรวมกับ BMS/PCS

(3) การทดสอบความปลอดภัยของข้อมูล

ยืนยันการเข้ารหัส SM4 การควบคุมการเข้าถึง และความสมบูรณ์ (ตามมาตรฐานการเข้ารหัสแห่งชาติ):

• การเข้ารหัส: ทดสอบการแลกเปลี่ยนคีย์ SM4

• การควบคุมการเข้าถึง: ยืนยันการบังคับใช้สิทธิ์ผู้ใช้

• ความสมบูรณ์: ให้แน่ใจว่าไม่มีการสูญหาย/เสียหายของข้อมูลระหว่างการขนส่งและการจัดเก็บ

(4) การทดสอบเวลาตอบสนอง

ให้แน่ใจว่าเวลาตอบสนองของระบบ ≤200ms (GB/T 40090) เพื่อรองรับความต้องการของระบบไฟฟ้า ทริกเกอร์การกระทำของ EMS และวัดความล่าช้า

2. กรอบตรวจสอบแบบสามระดับ
2.1 การตรวจสอบประจำวัน (การตรวจจับข้อผิดพลาดอย่างรวดเร็ว)

ดำเนินการทุกกะเพื่อตรวจจับปัญหาตั้งแต่เนิ่นๆ:

• ขอบเขต: อุณหภูมิ/แรงดัน/SOC ของแบตเตอรี่ การสื่อสารของ BMS พารามิเตอร์ของ PCS การทำความเย็นด้วยความร้อน ข้อมูลของ EMS

• เครื่องมือ: กล้องความร้อน มัลติมิเตอร์ ออสซิโลสโคป เครื่องทดสอบการสื่อสาร

• ความสนใจ: สถานะของระบบและความผิดปกติ—แก้ไขปัญหาทันที

2.2 การบำรุงรักษาระยะยาว (การดูแลป้องกัน)

วางแผนเพื่อยืดอายุการใช้งาน:

• ขอบเขต: ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ (การฉีด AC) การอัปเดตเฟิร์มแวร์ BMS/การสอบเทียบ SOC ประสิทธิภาพ/ฮาร์มอนิกของ PCS การปิดผนึกของระบบทำความเย็น/IP ระบบความร้อน การอัปเดตอัลกอริธึมของ EMS/การตรวจสอบความปลอดภัย

• เครื่องมือ: เครื่องวัดความต้านทานเฉพาะ, เครื่องวิเคราะห์ CAN, เครื่องวิเคราะห์กำลังไฟ, เครื่องมือเข้ารหัส

• ความถี่: ปรับให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ (เช่น ทดสอบแบตเตอรี่ทุกไตรมาส, อัปเดต BMS ทุก 6 เดือน)

2.3 การวินิจฉัยลึก (การวิเคราะห์สาเหตุราก)

ทริกเกอร์เมื่อมีปัญหาที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ (เช่น การแจ้งเตือนการวิ่งผิดปกติทางความร้อนบ่อย ๆ, การสื่อสาร BMS ล้มเหลว):

• ขอบเขต: การวิ่งผิดปกติทางความร้อน (UL 9540A), การวินิจฉัยข้อผิดพลาด BMS, การวินิจฉัยลึกการป้องกัน/ประสิทธิภาพของ PCS, การทดสอบการรั่วไหล/การสั่นสะเทือนของระบบทำความเย็น, การยืนยันอัลกอริธึมของ EMS/การสแกนความปลอดภัย

• เครื่องมือ: ห้องทดสอบการวิ่งผิดปกติทางความร้อน, เครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือน, เครื่องสแกนการเข้ารหัส, เครื่องฉีดข้อผิดพลาด

• เป้าหมาย: ระบุสาเหตุรากเพื่อการซ่อมแซม/อัปเกรดที่มุ่งเป้า

3. แนวทางปฏิบัต