中國儲能網(wǎng)訊：隨著可再生能源的快速發(fā)展，儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要性日益凸顯。然而，儲能行業(yè)面臨著數(shù)據(jù)量激增和管理復(fù)雜性增加的挑戰(zhàn)，亟需先進(jìn)的技術(shù)手段來提升運營效率和安全性。
AI 儲能具有智能能源使用以及節(jié)省成本和資源等優(yōu)勢。這些解決方案環(huán)保，適用于廣泛的領(lǐng)域，包括家庭、設(shè)施和工業(yè)應(yīng)用。
AI 與電池系統(tǒng)配對后，實施該技術(shù)的系統(tǒng)數(shù)量急劇增加。2021 年，美國儲能裝機(jī)量增長了 196%，達(dá)到 2.6GW，而澳大利亞的儲能裝機(jī)量首次超過 1GWh，其中包括 756MWh 來自非戶用項目，主要是大型項目。
電池儲能系統(tǒng) （BESS） 從各種來源收集能量并將其存儲在可充電電池中以備后用。BESS 有不同的尺寸，從小型家用設(shè)備到大型工業(yè)系統(tǒng)。BESS 可用于減少家庭電費、增加家庭的彈性、提高能源效率、節(jié)省資金，并通過智能能源消費幫助保護(hù)環(huán)境。最著名的 BESS 是鋰離子電池，因為它們主要用于手機(jī)和電動汽車。目前，它是大型工廠的主要存儲技術(shù)，可幫助電網(wǎng)確保可再生能源的可靠供應(yīng)。
然而，科學(xué)和工程界已經(jīng)在研究替代技術(shù)——鉛酸、鎳鎘、鈉硫和液流電池——以克服鋰離子電池的缺點，如易燃、價格高和極端溫度不耐受。
無論電池類型如何，BESS 都是一個大型系統(tǒng)，可以包含 100 個或更多單獨的組件。它通常包括：
由無數(shù)電池單元組成的電池系統(tǒng)，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
用于監(jiān)控和測量電池單元并保護(hù)電池免受各種危害的電池管理系統(tǒng) （BMS）。
逆變器或電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng) （PCS），將電池產(chǎn)生的直流電 （DC） 轉(zhuǎn)換為設(shè)施中使用的交流電 （AC）。
保持 BESS 性能所需的其他元件（緊急警報系統(tǒng)、溫度和消防控制器）。
BMS（監(jiān)控和管理系統(tǒng)）依賴于軟件解決方案和電子設(shè)備。這些軟件解決方案每年都在改進(jìn)并變得更加智能，從而為消費者提供更便捷的能源管理。例如，最新的系統(tǒng)積極使用 AI 算法來優(yōu)化能源管理。
AI 讓儲能系統(tǒng)智能化
在綠色能源領(lǐng)域，運營和維護(hù)傳統(tǒng)上被視為基本任務(wù)：維護(hù)和清潔、監(jiān)控面板輸出和逆變器狀況等。隨著 BESS 的添加，出現(xiàn)了許多使用案例，包括優(yōu)化存儲以降低成本、提高系統(tǒng)彈性和可持續(xù)性以及收集數(shù)據(jù)以進(jìn)行預(yù)測分析的能力。由于人類作員無法處理不斷傳入的大量數(shù)據(jù)，因此人工智能是必不可少的。
能源需求管理
使用 AI，BESS 系統(tǒng)根據(jù)日期、時間、季節(jié)或天氣在高峰和非高峰時段平衡負(fù)載。例如，Evergen 應(yīng)用程序使用 AI 來監(jiān)控天氣預(yù)報，然后計算應(yīng)該存儲多少能源。之后，該系統(tǒng)在雨天安裝的太陽能系統(tǒng)無法產(chǎn)生足夠的能量時分配儲存的電力。
套利
AI 支持能源套利（也稱為時移）以應(yīng)對波動的電價。在非高峰時段，以較低的價格購買能源，然后在價格上漲時出售或消耗。因此，AI 儲能能夠平衡能源價格并將風(fēng)險降至最低，而不受季節(jié)或電力需求的影響。
天氣預(yù)報
預(yù)估今天或明天將產(chǎn)生的可再生能源數(shù)量并不總是那么容易。為了幫助解決這個問題，AI 系統(tǒng)結(jié)合使用天氣和衛(wèi)星數(shù)據(jù)、數(shù)值天氣預(yù)報模型和統(tǒng)計分析來預(yù)測能源生產(chǎn)和消耗。
來源：ScienceDirect
預(yù)測性維護(hù)
AI 儲能使作員能夠立即采取行動進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。通過從不同的傳感器收集數(shù)據(jù)，然后將其與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，AI 學(xué)習(xí)如何檢測一系列子系統(tǒng)（電氣、化學(xué)、熱力學(xué)）中的典型錯誤和異常，并在故障發(fā)生之前通知作員。這有助于減少停機(jī)時間，延長存儲系統(tǒng)的使用壽命，從而提高利潤。
AI 儲能軟件的一個很好的例子是 Evergen 應(yīng)用程序，這是 MadAppGang 參與的一個項目。對于 Evergen，我們的團(tuán)隊開發(fā)了一個人工智能驅(qū)動的平臺，通過電力交易和分配、高峰需求避免、需求響應(yīng)服務(wù)和電網(wǎng)穩(wěn)定管理來優(yōu)化太陽能和電池能源的利用。
該應(yīng)用程序可幫助 Evergen 客戶以最少的努力從他們的太陽能電池板中獲得最大收益。此外，該系統(tǒng)還可以用作虛擬發(fā)電廠 （VPP） 運營商，因為它提供交易功能、資產(chǎn)調(diào)度和金融交易。
用于 BESS 的 AI 驅(qū)動的軟件示例。資料來源：Evergen
如何構(gòu)建智能儲能軟件
如今，儲能領(lǐng)域比以往任何時候都更需要 AI。AI 促進(jìn)了可再生能源的使用，并簡化了尋求更清潔空氣、降低能源成本等的斗爭。Smart BESS 軟件使綠色能源易于使用，簡化了維護(hù)，并延長了電池壽命?，F(xiàn)代能源領(lǐng)域需要先進(jìn)的軟件解決方案，而不僅僅是 AI。總而言之，可以將 AI 引入一些整體式應(yīng)用程序。但是，如果選擇構(gòu)建整體式結(jié)構(gòu)，請從一開始就為平臺管理和擴(kuò)展問題做好準(zhǔn)備。云原生方法是強(qiáng)大且可擴(kuò)展的軟件所需要的，該軟件可以將 AI 等先進(jìn)技術(shù)推向市場。
云原生應(yīng)用程序的示意圖表示。來源：Microsoft
云原生方法是創(chuàng)建可擴(kuò)展解決方案的最快、最有效的方法。從長遠(yuǎn)來看，它也是有回報的。借助云提供商的高度自動化和托管服務(wù)，您可以使用較小的團(tuán)隊管理您的軟件。您可以即時無故障地響應(yīng)流量增長。
新功能、升級或服務(wù)補(bǔ)丁不會影響整個應(yīng)用程序，因此不會造成停機(jī)。如有必要，您還可以縮小應(yīng)用程序。這意味著您在高峰時段使用的服務(wù)更少，托管費用也更少。
儲能智能運維技術(shù)：打造高效安全的儲能系統(tǒng)
海博思創(chuàng)自主研發(fā)的 AI 智能運維平臺，通過大數(shù)據(jù)處理能力、云邊融合體系和 AI 賦能，為儲能系統(tǒng)提供了全面的數(shù)智化解決方案。
海博思創(chuàng)的 AI 智能運維平臺采用了 " 云端集中 AI 決策 + 邊緣智能計算 + 云邊統(tǒng)一運維 " 的云邊融合體系架構(gòu)。這一架構(gòu)提升了系統(tǒng)對運行風(fēng)險的辨識響應(yīng)能力，以及優(yōu)化調(diào)度計算能力。通過實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，平臺能夠?qū)﹄姵貭顟B(tài)進(jìn)行智能預(yù)警，顯著提高儲能系統(tǒng)的安全性。平臺利用深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，識別潛在的故障模式，從而在問題發(fā)生前采取措施，有效避免了安全事故的發(fā)生。
此外，平臺整合了來自電芯、PCS、BMS、EMS 等不同部件和維度的數(shù)據(jù)，打破了數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和分析。這種整合能力使得電池故障智能預(yù)警和智慧運維成為可能。通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)模型，平臺能夠?qū)崟r獲取和處理來自不同設(shè)備的數(shù)據(jù)，提升了整體系統(tǒng)的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。
在預(yù)測性維護(hù)和健康管理方面，海博思創(chuàng)利用大數(shù)據(jù)分析，挖掘電芯內(nèi)部數(shù)學(xué)模型機(jī)理，優(yōu)化參數(shù)和運行閾值，建立設(shè)備檢修、運維檔案，提供預(yù)防性診斷分析服務(wù)，提前發(fā)現(xiàn)安全隱患。這不僅延長了設(shè)備的使用壽命，還降低了運維成本。
與行業(yè)相比，海博思創(chuàng)的 AI 智能運維平臺在數(shù)據(jù)整合與分析能力、智能化程度、經(jīng)濟(jì)性和安全性方面均具有顯著優(yōu)勢。平臺不僅實現(xiàn)了對儲能系統(tǒng)的智能預(yù)警、智能運維、智能優(yōu)化等功能，還在控制系統(tǒng)智能化方面取得了突破。通過與 3S 系統(tǒng)（EMS、PCS、BMS）與 AI 數(shù)據(jù)分析的聯(lián)動，為儲能系統(tǒng)的智能預(yù)警、智能運維、智能優(yōu)化等功能提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
3S 融合技術(shù)：實現(xiàn)儲能電站全控制器聯(lián)動與智能優(yōu)化
海博思創(chuàng)的 3S 融合技術(shù)通過打通儲能電站中所有核心控制系統(tǒng)（EMS、BMS、PCS），實現(xiàn)了全鏈條的數(shù)據(jù)互通與深度聯(lián)動。這種全方位的控制器聯(lián)動，不僅優(yōu)化了儲能電站的性能，還確保了系統(tǒng)在不同運行工況下的自適應(yīng)能力，最大化提升了儲能效益。
3S 融合技術(shù)將儲能電站中的 EMS（能源管理系統(tǒng)）、BMS（電池管理系統(tǒng)）和 PCS（電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)）深度整合，實現(xiàn)了從電池管理到能量調(diào)度，再到電力轉(zhuǎn)換的全鏈條數(shù)據(jù)貫通。通過統(tǒng)一控制器算力，使得所有控制器可以實時共享數(shù)據(jù)，形成一個智能協(xié)同的整體。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)能夠根據(jù)電站的實時性能表現(xiàn)、應(yīng)用場景、運行工況等動態(tài)調(diào)整 3S 模型參數(shù)，確保電站在不同工況下的最優(yōu)表現(xiàn)。
通過深度學(xué)習(xí)算法，海博思創(chuàng) 3S 融合技術(shù)能夠自動優(yōu)化電池充放電策略，依據(jù)實時數(shù)據(jù)和歷史信息動態(tài)調(diào)整運行策略，確保電站性能指標(biāo)始終維持在最佳水平。這一技術(shù)使得儲能電站能夠自適應(yīng)不同的電芯類型、環(huán)境條件和運行負(fù)載，實現(xiàn)了 " 千人千面 " 的個性化控制。
3S 融合技術(shù)通過實時監(jiān)測電池和系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，快速做出響應(yīng)，精確控制充放電過程，最大程度減少能量損失，提高了儲能系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)換效率?；趯Ａ繑?shù)據(jù)的深度挖掘與分析，系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)預(yù)測未來的能源需求，并優(yōu)化能源分配與調(diào)度，提升了系統(tǒng)的整體效率和穩(wěn)定性。
海博思創(chuàng)的 3S 融合技術(shù)不僅提升了儲能系統(tǒng)的整體效能和智能化水平，還為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供了有力支撐。通過全控制系統(tǒng)聯(lián)動與智能化調(diào)度，3S 融合技術(shù)將成為儲能行業(yè)發(fā)展的重要引擎，推動儲能技術(shù)的革命性創(chuàng)新。
技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)未來發(fā)展
海博思創(chuàng)在儲能與充電領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，不僅提升了產(chǎn)品的性能和效率，還為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。公司始終堅持以技術(shù)創(chuàng)新為核心，不斷加大研發(fā)投入，推動技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。
2024 年 9 月，海博思創(chuàng)發(fā)布了充電行業(yè)全場景解決方案，并全面升級了充儲一體機(jī)產(chǎn)品，旨在為市場提供更為高效、便捷的充電行業(yè)綠色解決方案。目前，海博思創(chuàng)的 " 充儲一體機(jī) " 模式已經(jīng)在北京地區(qū)開始應(yīng)用。
海博思創(chuàng)的第一種充電行業(yè)解決方案為 " 充電站 + 儲能 " 模式，充電場站配置海博思創(chuàng)交直流一體戶外柜 HyperCube Ⅱ，可以實現(xiàn)功率靈活調(diào)節(jié)、峰谷套利、需求側(cè)響應(yīng)、擴(kuò)大收益等效果。相比于傳統(tǒng)的充電樁形式，該方案具備本質(zhì)安全、簡潔高效、智慧運維、恒久可靠的特點。
第二種方案為 " 充儲一體機(jī) " 模式，該方案主力產(chǎn)品為更新版的 HyperCube Pro Ⅱ產(chǎn)品，與傳統(tǒng)充電場站相比，該方案具備增容增收、本質(zhì)安全、新能源融合、充電 +6 大應(yīng)用、整站能量共享五大優(yōu)勢。
未來，海博思創(chuàng)將繼續(xù)加大人工智能投入，推動儲能技術(shù)與 AI 的深度融合。依托 HyperAI 技術(shù)體系，進(jìn)一步優(yōu)化儲能產(chǎn)品的全生命周期管理，提升儲能系統(tǒng)的智能化水平。同時，深入云邊端協(xié)同技術(shù)，以實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的更高效運行和更精準(zhǔn)的安全管理。
