一、硬件设计方面的缺陷
部分厂家只是一个设备集成商;系统在发货前也未经过全面有效的测试、联调,再加上保护执行不到位,导致最终交付给客户的整个储能系统产品存在很大的性能和安全隐患。
二、是预警系统的不成熟
储能安全问题的难点在于,热失控难以控制,单个锂电池着火后,在热滥用的作用下整个电池模组和电池簇都可能被点燃,最终导致储能电站出现火灾甚至爆炸。
单独用温度作为热失控早期探测参数不理想,原因是在锂电池在可能电池表面温度较低,而电池内部温度更高,可能已经发生了热失控。
三、热失控预警技术壁垒较高
热失控预警具有较高技术壁垒。热失控探测需要借助传感器,将探测到的物理信号转变为电信号进行传输,传感器属于火灾预警 系统的前端触发设备,是集成了物理传感技术、自动控制、计算机技术、数据传输等技术的高附加值产品,在技术含量和生产工艺方面均存在较高的技术壁垒。
然而市面上的储能建设商也良莠不齐,很多都是看这两年储能市场火热而空喊国家口号,打着新能源和储能的旗号来骗国家补贴的,技术与经验都严重不足,自身只是个储能设备的集成商,面对稍复杂的情况就无从下手了,那么企业应该怎样保障供电效率与储能安全呢?选择一个合格的建设商是最为必要的。
乐驾智慧能源是专注于新能源电力、锂电池应用、储能技术物联网、人工智能的高科技企业,致力于用物联网和人工智能技术改变新能源电力和新能源出行行业。
乐驾智慧能源储能电池在线数据监测平台,严格遵循全生命周期理念,实时采集电池内电压、温度、内阻、报警等数据,并采用电享科技独有的电池AI技术,实现准确监控和云端运维,大大保障电池安全与寿命。
还可以实时监测电池性能参数,定期进行维护和安全评估,通过大数据电池AI预警,协助用户做好应急预案。
乐驾智慧能源的电池SOH预测分析技术:通过SoH的预测分析,可以确定电池剩余寿命及可修复程度,从而确定该电池的剩余价值。应用场景:例如备电系统、电瓶车电池等。
热失控预测AI算法:并将预测分为四个安全级别,包括“月级预测”、“周级预测”、“小时级预测”和“分钟级预测”:云光伏是分布式太阳能发电设备外加一套较为复杂的物联网调控系统。
物联网是指利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸,它包括互联网及互联网上所有的资源,兼容互联网所有的应用,但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。
说起物联网(Internet of Things, IoT),估计很多人都耳熟能详,因为我们早就在各种各样的媒体中看到过好多次这个名词了。
按照中国传统观点,万物实际上是有着天然的联系的,那么人类为何又要画蛇添足般地再把他们连接起来呢?原因很简单, 万物的天然联系是依靠的自然规律,而人类并不能控制他们,而物联网让万物以人类的意愿进行连接,从而让人类可以控制他们 。物联网,无非是又一个人类征服和控制自然的尝试而已。只要万物能够互联并且通过有效的手段在需要的时候知道他们的状态,从而采用有效的手段进行干预,那么人类就有了对万物的相当程度的控制权。
这给了人们很大的想象空间,因此,也吸引了大量的淘金者,试图分享这样一块看起来巨大无比的蛋糕。 但这么多年来,现实并不乐观。
根据我的了解——可能并不准确——我感觉物联网现在处于一个比较尴尬的阶段。 一方面,物联网的呼声很大,人们寄予很大的期望;但另一方面,市场的反响并不热烈,本来应该跟人们的生活息息相关的物联网,似乎在现实中并没有被人们所感知。我观察到的现实就不很乐观。 算得上物联网的智能家居曲高和寡,国内力推的NB-IoT雷声大雨点小,LoRa使用的主流频段在国内被事实上禁用, Zigbee等覆盖范围过小……
在这里,我想梳理一下物联网在国内发展的现状,以便于更好地定位和找出问题所在。
物联网可以看做是互联网的升级版本,传统的互联网连接的是人;物联网不光连接人,还要连接物,除了人类的互动外,还需要让人能够更好地把控物。 人是自带智能的,所以传统的互联网的重点在于连接,只要有连接,人们就会互动,产生内容等,对网络的智能要求就不高;但物联网连接的是物,物本身不具备智能, 需要通过人来控制或者智能系统来自动控制。
物联网也是近十年来出现频率很高的智慧某某(例如智慧城市,智慧楼宇,智慧园区,智慧安防等)的基础设施。 什么是智慧?我认为就是能够根据某个特定的需求和目标,自主动态调节现有状态的能力 。这需要至少有两个部分构成,一是要有数据分析和处理的“大脑”部分,二是要有数据收集和指令执行的“躯体”部分。 我们往往把狭义的躯体部分作为狭义的物联网, 也可以称为物联网10, 实现了物体的初步连接和数据收集和反馈能力,但这套系统要想实用,实际上离不开人,因为数据的分析和控制指令的下达还是需要人来做;而大脑+躯体才是真正智慧的物联网,在我看来这才是能够给人类带来很大便利的物联网,才具备大范围应用的技术基础, 可以把这称为物联网20。
现阶段的物联网还是停留在由人控制的阶段,也就是10时代,这个阶段对数据的处理存在瓶颈,因此,并不适合复杂的应用,也不适合大范围使用。因此我们可以看到,应用比较广泛的应用也就是那少数的简单应用,如抄表、环境监测、家电控制等。云计算、大数据、机器学习、人工智能等技术是近几年的IT领域的热点,进展也非常迅速,他们的发展为物联网向20阶段进化提供了坚实的基础。
我们日常生活,现有的已经足够很好地满足人们的需求了;物联网,只是人们对更高生活水平的追求的产物,并且不是必需的;对于非必需品来说,要想普及需要足够的性价比或者就索性走高端路线。但从目前的物联网市场看,由于缺少比较成熟的家用物联网方案,因此并不能大规模使用,这导致物联网应用起来成本比较高,在家居中只有高端住宅才可能会使用,占比很少,家居物联网在这种初级阶段必须得要走高端路线,当然这也符合很多新事物的初始状况特征。
物联网在工商业中也有一些应用,例如RFID领域,我们已经可以在一些商店中看到。其他还有很多物联网项目,多数隐藏在智慧某某的名头之下,现阶段,只要是冠以智慧的项目,其造价一般会令人咂舌。 因此,在性价比不高的情况下,人们使用他的积极性自然不高了。
中国运营商去年决定要大力推广NB-IoT,他们试图提升性价比,因此希望设备和解决方案提供商们能够以较低的价格提供相关产品,由于其体量,确实有部分供应商愿意以接近成本价的价格向其提供产品;但即使是这样,愿意使用的用户也不多,这让供应商的积极性大大降低,因为根本就无利可图。也因为此,NB-IoT的这一波推广活动实际上到目前看来是比较失败的。
从连接介质来看,物联网分为有线和无线两种,考虑到实际部署的难度,无线方式显然更有机会会成为主流的连接方式。
从终端和因特网连接关系来看,物联网也可以划分为两种方式:一种是直接和因特网连接,例如NB-IoT、2/3/4G蜂窝网络、eMTC等; 另一种是通过网关间接和因特网连接,例如LoRa、SigFox、ZigBee、BLE、WiFi等。不同的协议都是针对不同的应用场景设计的,因此在实际使用中都有其优缺点。例如我们常用的WiFi,要保证速率和可靠性,因此覆盖距离不够长,连接不可靠; NB-IoT主要用于低速率物联网应用,能够直接联网,但速率低, 用户连接数少; LoRa的覆盖比较广,但速率低,用户连接数也有限制……
因此,实际部署时需要根据不同的应用场景选择不同的技术、标准以及相应的设备,而在现场实施的时候又会有很多意想不到的困难。无线部署也需要做网优等工作,对实施人员的要求比较高。 这些都增大了物联网的部署难度。
由于物联网一般使用无线技术,那么频谱资源就是物联网的一个非常核心的资源。频谱资源时稀缺的,因为有太多的地方需要这类资源。例如我们的移动电话、微波通信、卫星通信、应急通信、无线WiFi等等。这些资源由于其稀缺性,需要统一的规划。而这在不同的国家也面临着不同的状况。
例如现在比较火热的LoRa,阿里巴巴、腾讯等互联网企业刚刚加入该标准联盟,结果国家的新的频谱规划就给予他们致命一击,LoRa所使用的sub-1G的频谱资源实际上是不开放的。
目前在全球,唯一明确的民用频段就是24GHz,也就是WiFi、蓝牙等使用的频段。但这个频段的问题是与低频段的无线电波相比,越障能力比较差,因此覆盖能力不强。而又由于太多的民用无线设备都是用这个频段,导致这个频段的信号比较“脏”,收到的干扰比较大。 现有的使用这个频段的蓝牙、WiFi协议本身也是为了IP宽带连接而设计的,专注于速率,所以也导致覆盖范围一般不超过100米,并且连接数量有着很大的限制。 因此,要想避免频谱资源的政策风险,就只能使用24GHz这个频段 ,那么如何在这样的情况下增加无线覆盖的范围,提升覆盖距离,就是物联网公司需要解决的一个大问题。
比较有实际应用意义的物联网的规模需要达到一定的程度,也就是终端要足够多,很多地方并不具备电源接入的条件,那么就需要终端的功耗要足够低或者索性无源。
无源当然是最佳的方式,目前的解决方案是要加储能电路,但这种电量非常微小,在现有的技术条件下,覆盖范围和传输能力都受到严重的制约,只能适应很少的一部分场景。因此,大多数情况还是需要有源的终端,这就需要功耗尽可能地低了。 功耗问题可能是目前物联网面临的主要问题之一。
例如在智慧停车之类的项目中,有部分方案是用NB-IoT实现的。这个标准由于使用了蜂窝技术,只有运营商具备掌控的能力,所以电信运营商和设备商都非常有热情去推广,也号称一块电池可以用十年,看起来功耗似乎很低,但那是有前提条件的,就是它平时处于睡眠状态,每天主动醒来一次上传一次数据,在这样的情况下才可能坚持十年。 但用于停车就得频频被唤醒,因此在这个场景中使用就非常耗电。根据实际使用的经验,差不多5个月左右就得去更换电池了。这带来极大的维护工作量,而且电池的成本本身也非常高。因此,至少在停车这种方案中,NB-IoT并不是一个好的选择。如果用LoRa呢?在停车中也有应用,表现好一点,能够达到一年多的使用时间而不用换电池。而一般里面模块和芯片的寿命在5年以上,也就是说,在终端设备的生命周期里,需要更换多次电池,每一次更换电池实际上跟新开工一个项目工作量差不多多少。因此,我们不能说这种状况是令人满意的。
所以,如果能够解决有源终端的功耗难题,不光可以大大减轻日后的维护工作量,还可以大大降低终端的成本,这是因为在实际应用中,电池是物联网终端的主要成本之一。
技术本身是没有国界的,但遗憾的是我们并不生存在一个理想的世界里,我们的现实世界依然存在着各种各样的利益群体,有的时候出于自身利益的考虑,作为体现现代竞争力的物联网技术就要受到一些因素的制约。国家就是一个典型的利益群体,而国家安全往往是这个群体的最高利益之一。信息安全是国家安全的一个重要方面,物联网搜集各种各样的信息,这些信息有的时候就是非常机密的情报,不方便被其他利益团体所获知,因此,在物联网标准方面,在一开始就要注意这个方面。
LoRa是美国公司Semtech所提出的一个物联网标准,也是目前比较主流的标准。这个标准对标的是SigFox——一个欧洲的私人公司封闭的物联网标准,但SigFox用自己的标准建了一个覆盖很广的网络,对外运营物联网业务,可以叫做物联网供应商;而LoRa是半开放的标准,允许用户使用这种技术进行模块和终端产品的开发,并用这些产品组建自己的LoRa物联网,虽然相比于市场上主流的其他方案,看起来价格并不贵,但标准、芯片等核心部分过分集中于美国的供应商Semtech上,在特定的时候这就是一个很大的风险。
因此,无论是物联网方案提供商、物联网产品开发商,还是用户,在选择物联网标准的时候要考虑到这个问题。当然,对于小规模的民用应用,采用什么标准问题不大,但对于军用、大规模应用来说,不考虑这个因素将可能让投资全部打水漂。 最近的无线电频谱的一个征求意见的文件就让某国外标准被判了死刑,即使我们最大的两个互联网公司刚刚加入了这个阵营也是无可奈何。
NB-IoT是中国特别是运营商和设备提供商力推的标准,但它的问题在于功耗较高、用户容量有限,所以,在很多场景里并不适合。因此,中国还需要更多的物联网标准,来补充NB-IoT的不足。
微电网可视化完整复现的园区能量系统,实现分布式光伏发电系统、储能系统、太阳能+空气源热泵热水系统的综合管控。通过智慧能源管理系统,实现建筑能效管理、综合节能管理和“源网荷储”协同运行。
将 Web 智慧“双碳”微电网场景进行数字孪生,有效实现源网荷储一体化管控。整体场景采用轻量化重新建模的方式,设计师就有“设计”的发挥空间,展现更多美学创意。支持 360 度观察虚拟园区内源网荷储每个环节的动态数据,突出能量路由器、变压器、配电室等设备模型,提供图形化组态 SCADA 能力,以线条流动的方式表达光伏从光能转化为电能、再到设备供电、储能全流程。当日超标电量、累计用电量、光照时长、辐照度分别统计,利于整合分析。利用柱状图动态显示 24 小时内的交流源出力和指令,掌握每日数据变化,提高电力调控能力。
储能箱三维可视化设计上,可d出 2D 面板对当前容量、电池温度、SOH 电池健康状态、累计充电量、累计充电次数、火灾风险进行统计和故障预警,保证集装箱系统的安全。提供完备流水线作业工具链,从视图组件设计、图标设计、2D 图纸设计到 3D 场景设计皆有一站式的开发工具,设计师和程序员能实现协同作业开发,快速落地 2D、3D 可视化成果。
微电网作为一种靠近用户侧的微型综合能源系统,涵盖太阳能、风能等一次能源及电力二次能源,涉及电、热、气多种能源输配网络和负荷需求、储能、控制和保护设备及信息化平台,需以电能为核心,通过多能互联、信息能量耦合及市场经济引导,实现多能“供-需-储”协调优化和自平衡。
建筑能耗特别是大型公建的能耗在城市总能耗中占了较大比例,因此如何有效监控和分析建筑能耗,并对大型建筑进行智能化、节能化管理,减少日常运转的能源消耗,已成为各大企业的主要关注点。Hightopo轻量化的建筑全集成能源可视化管理系统,通过 2D、3D 等可视化的手段对建筑用能情况进行及时跟踪和有效管理,提升节能工作的管理水平,达到节约能源、供需互动的多种能源耦合目的,实现了对能源的集中监控、管理以及分散控制,包括配电照明、空调、供热、建筑物的供水和排水等。
核心系统通过后台数据接口,实现自动上下架设备,对供、排水系统中所有管线、设备与构筑物进行智能控制管理,并结合 2D 视图进行关键信息查看,全面掌握水务系统设备的运行情况,包括各楼层无线水表、LORA 开关、能效管理平台,保证供水系统安全高效运行。
二三维可视化引擎,对楼宇供电系统进行智能化改造,形成一个自我管理的体系,做到每一处细节均可实时交互与反馈。包含传感器、智能物联网 GPRS/4G/NB-LOT、大数据系统平台设备信息,实现甚至手机端都可随时随地查看的 2D 组态效果。通过搜集相关国家省、市用电限额标准,对全面数据进行汇总,对于超限电状态设备进行实时预警。
为绿色制造作出新贡献:太阳能作为可再生能源,具有消耗后可获得恢复补充、不产生或极少产生污染物的优点。通过智能化、可视化手段,进一步发挥能源优势,构建绿色制造体系,推动传统产业质量变革、效率变革、动力变革,为能源发展全局和绿色构造做出贡献。
全线节能:全集成能源管理系统可全面采集供电、照明、空调和供水等各专业的能耗数据,让能耗直观可视、清晰透明,也便于分类统计。使全运营管理人员对楼宇耗能情况掌握更加全面及时,确保系统可以运行在最佳节能状态,获得节能收益。
在新型电力系统下,电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段,让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒,让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。
《“十四五”现代能源体系规划》提出,创新电网结构形态和运行模式,加快构建现代能源体系。加快配电网改造升级,推动智能配电网建设,提高配电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性。积极发展以消纳新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补。
北京能源研究院、国际储能协会、基础能源研究所等。1、北京能源研究院:提供能源领域的专业技术、管理和咨询服务,包括储能技术、应用和市场分析等专业课程。
2、国际储能协会:提供储能技术、市场和政策等课程,旨在为学员及储能行业人士提供高质量的储能培训和学习机会。
3、基础能源研究所:主要在能源转型、分布式能源和储能领域提供专业的培训课程,包括物联网储能技术、储能系统设计,储能产品与应用等方面的课程。
4、上海PTI电子技术有限公司:提供丰富的储能技术、市场和产品等方面的培训课程,包括锂离子电池、超级电容器、储能逆变器和电池管理系统等方面的课程。
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