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近些年來(lai),隨著數據中(zhong)心(xin)行(xing)業的(de)(de)蓬勃發展,數據中(zhong)心(xin)的(de)(de)安全(quan)問(wen)題也(ye)越來(lai)越受人重視,蓄電(dian)(dian)池也(ye)慢慢的(de)(de)成為了(le)大(da)家關注的(de)(de)一個(ge)焦點。解(jie)決電(dian)(dian)池使用中(zhong)的(de)(de)問(wen)題,需要從系統(tong)的(de)(de)角度(du)去看它,才會對(dui)電(dian)(dian)池的(de)(de)使用、對(dui)供(gong)電(dian)(dian)的(de)(de)安全(quan)保障有更大(da)的(de)(de)幫助。

　　圖1是一個(ge)機(ji)房(fang)的系(xi)統模型。發生停(ting)電(dian)(dian)(dian)(dian)故障(zhang)時,蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)起到(dao)應(ying)急供電(dian)(dian)(dian)(dian)的作用。數據(ju)機(ji)房(fang)中(zhong)可(ke)能(neng)90%以上的電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)都很(hen)少(shao)在生命周(zhou)期內碰到(dao)一次故障(zhang)停(ting)電(dian)(dian)(dian)(dian),但(dan)是電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)必須時刻處于正(zheng)常狀況,否則停(ting)電(dian)(dian)(dian)(dian)時電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)無法放電(dian)(dian)(dian)(dian),后果將會非(fei)常嚴重。所(suo)以電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)保(bao)持(chi)在一個(ge)健(jian)康可(ke)用的狀態,才(cai)能(neng)保(bao)證數據(ju)中(zhong)心的供電(dian)(dian)(dian)(dian)安全。

　　調查顯示65%的受訪者認為(wei)UPS電池故(gu)(gu)障(zhang)是導(dao)(dao)致數(shu)據中心宕機(ji)(ji)的首(shou)要原因(yin)(yin)(yin);2016年設備故(gu)(gu)障(zhang)導(dao)(dao)致數(shu)據中心宕機(ji)(ji)的原因(yin)(yin)(yin)中,UPS系統故(gu)(gu)障(zhang)占(zhan)比(bi)最(zui)大,占(zhan)到了25%;而在UPS故(gu)(gu)障(zhang)原因(yin)(yin)(yin)中,鉛酸蓄電池是導(dao)(dao)致故(gu)(gu)障(zhang)主要原因(yin)(yin)(yin),概(gai)率高達50%。

　　蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)故(gu)障原因其實可以分(fen)為三種:第一是質(zhi)量問(wen)題,比如(ru)(ru)漏液及微短路(lu)(lu)。一般(ban)來說,UPS的(de)(de)接(jie)地(di)系(xi)統(tong)應符合IEC60346標準關(guan)于(yu)低壓接(jie)地(di)系(xi)統(tong)的(de)(de)規定。這就意味著(zhu)對(dui)于(yu)大部(bu)分(fen)UPS來說,電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組(zu)(zu)的(de)(de)中(zhong)心(xin)線和電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)架都(dou)是接(jie)地(di)的(de)(de)。所以當電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組(zu)(zu)中(zhong)有(you)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)出(chu)現漏液,并且漏出(chu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解液流(liu)到(dao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)架時(shi)(shi),電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組(zu)(zu)間就會形成短路(lu)(lu)從而(er)引發事故(gu)。而(er)如(ru)(ru)果(guo)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組(zu)(zu)中(zhong)如(ru)(ru)果(guo)出(chu)現微短路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),當電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)放電(dian)(dian)(dian)時(shi)(shi),微短路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓會迅速(su)下(xia)降,從而(er)導致備電(dian)(dian)(dian)時(shi)(shi)間不足。

　　第(di)二個問題(ti)使用維護的(de)問題(ti),表1為國際電池測試(shi)維護標準。

　　雖然(ran)維護規(gui)范里的(de)(de)項(xiang)目不(bu)多(duo),但是由于數(shu)據機房(fang)里的(de)(de)蓄電(dian)(dian)池的(de)(de)數(shu)量龐大,少的(de)(de)也(ye)有(you)上(shang)(shang)百(bai)節(jie),多(duo)的(de)(de)甚至(zhi)可以(yi)達到(dao)上(shang)(shang)千節(jie)。所以(yi)這些項(xiang)目光靠人去(qu)執行(xing),總是不(bu)可能保證100%可靠的(de)(de)。另外(wai)還有(you)電(dian)(dian)池的(de)(de)充(chong)電(dian)(dian),不(bu)同的(de)(de)電(dian)(dian)池廠家對電(dian)(dian)池的(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)要求可能不(bu)盡相同,如果按照統一的(de)(de)標準進(jin)行(xing)設(she)置,就會(hui)導致電(dian)(dian)池欠(qian)充(chong)電(dian)(dian)或者過充(chong)電(dian)(dian),長時間的(de)(de)欠(qian)充(chong)電(dian)(dian)和(he)過充(chong)電(dian)(dian)都(dou)會(hui)導致電(dian)(dian)池壽命(ming)提前終(zhong)止。

　　最后一(yi)個問(wen)題(ti)(ti)是電(dian)池的(de)(de)老化(hua)問(wen)題(ti)(ti),表2為蓄電(dian)池的(de)(de)充放電(dian)原(yuan)理。

　　從表2可(ke)以看出,在電池的整個(ge)生(sheng)命(ming)周(zhou)期都存在著副反(fan)應(ying),這些(xie)副反(fan)應(ying)是導致(zhi)電池老化的根本原因。

　　綜(zong)上所述,僅(jin)依(yi)靠(kao)傳統的(de)(de)維護(hu)手(shou)段,很(hen)難保持(chi)電(dian)(dian)池的(de)(de)高(gao)可(ke)用性。有沒(mei)有更(geng)好的(de)(de)維護(hu)手(shou)段?其實(shi)電(dian)(dian)池管理系統(BMS)是一(yi)(yi)個(ge)很(hen)好的(de)(de)解決(jue)方案。但要想(xiang)通過(guo)BMS提高(gao)電(dian)(dian)池的(de)(de)可(ke)用性,不(bu)僅(jin)要第一(yi)(yi)時(shi)(shi)(shi)間了解蓄電(dian)(dian)池的(de)(de)實(shi)際(ji)性能數據,還要求能夠(gou)對(dui)蓄電(dian)(dian)池的(de)(de)運(yun)行狀態進行實(shi)時(shi)(shi)(shi)監控,及(ji)時(shi)(shi)(shi)發現故(gu)(gu)障隱患并發出告警,指引維護(hu)人(ren)員(yuan)正確的(de)(de)應對(dui)處理,避(bi)免(mian)不(bu)必(bi)要的(de)(de)事故(gu)(gu)發生;同時(shi)(shi)(shi)能夠(gou)準確的(de)(de)對(dui)蓄電(dian)(dian)池的(de)(de)健康狀況(kuang)(SOH=剩余(yu)容量/額定容量)進行評估,獲得蓄電(dian)(dian)池更(geng)換和梯次利(li)用的(de)(de)有效依(yi)據。既降低使用電(dian)(dian)池的(de)(de)系統風險,又避(bi)免(mian)不(bu)必(bi)要的(de)(de)資源(yuan)浪費。

通過BMS提高電池的可用性,其關鍵在于:

1對每節蓄電池關鍵特征信息的準確采集

1

漏液情況監測

　　嚴密監測電池母(mu)線與(yu)地之間的(de)絕緣阻抗變化(hua),對電池漏液進(jin)行判斷,并生成告警提示(shi)用戶(hu)解(jie)決,避免火災的(de)發生;

2

連接條狀態監測

　　嚴密監測電池接(jie)線端子處的溫度和接(jie)觸(chu)內阻的變(bian)化,對(dui)兩方面數據進(jin)行綜合分析,對(dui)連接(jie)條松動狀況進(jin)行判斷,并生(sheng)成告警提示用戶解決,預防火(huo)災的發生(sheng);

3

微短路故障監測

　　嚴密監測電(dian)池的開路電(dian)壓(ya),判斷電(dian)池是(shi)否(fou)出現(xian)了微短(duan)路故障,并生成(cheng)告警提示(shi)用(yong)戶解決,避免(mian)電(dian)池出現(xian)備電(dian)不足(zu)。

2對電池信息數據的準確分析與判斷

1

SOC、SOH的精確測算

　　通過對采集數(shu)據的分(fen)析和歸納,采用了(le)神經網(wang)絡算法,從(cong)而得到(dao)更加準確的SOC、SOH,有(you)效地指導電池的運維工作(zuo);

2

電源充電管理參數自診斷

　　通過蓄電(dian)(dian)池組電(dian)(dian)壓(ya)和(he)環境溫度的(de)自診斷,分(fen)析電(dian)(dian)源的(de)均充、浮充和(he)溫補參數設(she)置(zhi)是否正確,如果錯(cuo)誤,產(chan)生告警(jing)提醒運維人員;

3

電源的容量管理

　　通過放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)與設置負載電(dian)(dian)流(liu)(liu)的比(bi)較,可以判斷電(dian)(dian)源的供電(dian)(dian)容量是否正常,如果錯誤,產生告警提醒運(yun)維人員(yuan)。

3直觀呈現數據結果并提供針對性的維護動作指引

1

智能化充電控制

　　通過(guo)對電(dian)(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)(dian)的(de)智能化控(kong)制,在滿(man)容量(liang)情況(kuang)下(xia),能夠斷開充電(dian)(dian)(dian)回(hui)路,從而避免電(dian)(dian)(dian)池(chi)過(guo)充電(dian)(dian)(dian),以減少電(dian)(dian)(dian)池(chi)板(ban)柵(zha)腐蝕(shi)和失水等副(fu)反應,進(jin)一步延緩電(dian)(dian)(dian)池(chi)自(zi)身的(de)老化,從本質(zhi)上(shang)使電(dian)(dian)(dian)池(chi)處(chu)于(yu)最優的(de)健康(kang)狀態,使其在整(zheng)個生(sheng)命周期中(zhong)充分發揮原有的(de)性(xing)能,從而保證(zheng)系統的(de)安(an)全運行;

2

高溫保護

　　在(zai)高(gao)(gao)溫情(qing)況下,系統(tong)能夠斷(duan)開充電(dian)(dian)回路,一方面大幅降(jiang)低(di)電(dian)(dian)池(chi)在(zai)高(gao)(gao)溫下的老化速率,提高(gao)(gao)電(dian)(dian)池(chi)耐高(gao)(gao)溫性能,另一方面防(fang)止(zhi)電(dian)(dian)池(chi)出現熱失控;

3

放電的無縫保障

　　智(zhi)能(neng)化充(chong)電控(kong)制(zhi)和(he)高溫(wen)保(bao)護措施所涉及的電池回(hui)路控(kong)制(zhi),僅限(xian)于(yu)充(chong)電回(hui)路,而對于(yu)放(fang)電回(hui)路來說,則需要始終(zhong)保(bao)持導通(tong),從而保(bao)障電池的無縫放(fang)電,能(neng)夠(gou)以0ms的間隔切換(huan)到放(fang)電狀(zhuang)態(tai);

4

智能運維指引

　　電池(chi)管理系統擁有一(yi)個(ge)完善(shan)的(de)(de)專家庫,針對電池(chi)的(de)(de)每一(yi)條告警,能(neng)夠(gou)對相關的(de)(de)參數(shu)和(he)狀態進行(xing)綜合分析,從(cong)而對故障原因進行(xing)步判(pan)斷(duan),并輸(shu)出能(neng)夠(gou)用于維(wei)(wei)護(hu)的(de)(de)指導和(he)建議,使得(de)運(yun)維(wei)(wei)工作(zuo)能(neng)夠(gou)有的(de)(de)放矢(shi)的(de)(de)進行(xing)。這樣既能(neng)提高運(yun)維(wei)(wei)效率(lv),同時也降(jiang)低了(le)維(wei)(wei)護(hu)工作(zuo)所需的(de)(de)人力(li)物力(li);

5

日常自動巡檢

　　根據(ju)運(yun)維管理制(zhi)度(du)和(he)流程(cheng),可以根據(ju)用(yong)戶(hu)設置的(de)規則,對蓄電池設備進行(xing)自動巡檢(jian),并生成巡檢(jian)報告,提(ti)高巡檢(jian)效率,降低人工巡檢(jian)的(de)錯誤率。

　　通過(guo)電池(chi)(chi)管(guan)理系(xi)(xi)統可以讓(rang)運(yun)維(wei)人(ren)員了解(jie)告警發生的(de)原因,通過(guo)專家系(xi)(xi)統,對故障進行(xing)分析并鐵工運(yun)維(wei)指導,從而讓(rang)維(wei)護變(bian)得更簡單。電池(chi)(chi)管(guan)理系(xi)(xi)統應(ying)該做到讓(rang)所有(you)不(bu)懂電池(chi)(chi)的(de)人(ren),通過(guo)系(xi)(xi)統平臺成為電池(chi)(chi)的(de)維(wei)護專家。

注：文(wen)章來自ups應用(yong)