为顺应全球可持续发展和能源转型趋势,各国政府及能源行业正重点推进电池储能系统 (BESS) 建设。近年来,多国政府纷纷加大投资力度,着力发展大型 BESS。

2022 年,美国通过《通胀削减法案》(IRA),批准向可再生能源和应对气候变化项目拨款 3,700 亿美元之多,其中高达 30% 将补贴给储能设备。无独有偶,中国计划在 2025 年前将新型储能装机容量提升至 3,000 万千瓦,助力国内储能产业发展。因此,储能技术正日益成为电网系统的第五大发展支柱,与发电、输电、配电和用电技术同样重要。

先进的智能电力管理系统

现代化 BESS 不再是单纯的充放电系统,现已发展成为集电力流与数据流管理于一体的先进智能电力管理系统。因此,BESS 运营不仅涉及电池管理,还必须依托安全的网络连接,与发电系统和电网交换数据,优化电力使用效率。然而,这些进步给电力和自动化系统供应商带来了全新的网络连接和网络安全挑战。过去,网络传输基本上只要求“连通”,但随着 BESS 与国家电网深度融合,对网络可用性和安全性的要求急剧提高。

不过,工业网络和工业控制网络安全技术近年来突飞猛进,已无缝接入各类关键基础设施。以下是 BESS 供应商在设计系统时常常面临的四项网络技术要求:

监控网络通信相关指标:先进的网络交换机支持实时监控点对点通信的关键指标,如光功率和网络数据包错误率等。通过监控这些指标,不仅能掌握系统运行的实时状态,还能及早发现潜在的硬件故障或网络干扰。例如,光功率异常意味着光纤发射器或将发生故障,或现场布线存在问题。及早检查和干预可以防止通信中断,确保 BESS 平稳运行。

高可用性网络架构:工业以太网采用毫秒级冗余网络架构,可满足 BESS 和电网之间的实时通信要求。这种架构不仅支持稳定的实时传输,还能在网络发生故障时快速切换至备用网络,确保数据流不中断。PRP/HSR 零丢包技术有助于提高 BESS 与变电站交互时的网络可靠性。

简化设备 IP 管理,提高网络安全性:网络地址转换 (NAT) 功能可简化 IP 配置和管理,对于包含大量联网设备的大型 BESS 作用巨大。借助 NAT 功能,同一电池储能柜中的多台设备可共享 IP 地址,避免潜在攻击者接触内部网络,从而提高网络的整体安全性。

对标国际工业控制系统网络安全标准或规范:近年来,随着工业控制网络安全意识日益提高,IEC 62443 等工业控制网络安全新标准受到国际社会的广泛认可,开始应用于关键电力基础设施。这些标准聚焦具体产品、整体系统安全和长期安全管理,全方位涵盖各种网络安全工程理念。

总之,随着科技飞速发展、能源转型势不可挡,BESS 在电力系统中的重要性与日俱增,而要保障这类系统顺畅运行,需要综合运用电化学、自动化、网络通信等多领域专业知识。为推进跨界合作,当务之急是吸纳更多跨行业人才,确保 BESS 技术能够高效、安全、可持续地满足未来能源需求。

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