Интернет вещей пришел в аккумуляторы: что от этого получит бизнес09.07.2021 11:19

Современная экономика и инфраструктура зависят от стабильности информационных технологий. Но в больших и важных системах — даже в КИИ! — единой точкой отказа может стать простая розетка, к которой подключены компьютеры, управляющие работой всей инфраструктуры. ИТ-блок оказывается уязвимым, если предприятия не выстраивают стабильную систему энергоснабжения с решениями гарантированного питания. Сегмент таких решений продолжает развитие, изменения направлены на повышение надежности систем.

К высочайшему качеству работы энергосетей мы привыкли, но следует помнить о существующей возможности сбоев. Проблемы могут быть вызваны авариями, стихийными бедствиями, злым умыслом и другими форс-мажорными обстоятельствами, которые нельзя предугадать заранее и полностью исключить.Однако компании часто вспоминают про важность гарантированного питания лишь после того, как проблемы с электропитанием привели к потере данных, остановке производственных процессов, срыву сроков работ и прочим неприятностям. Архитекторы корпоративных систем обязаны заранее позаботиться о системах гарантированного питания, ведь проблемы от «пропавшего» электричества могут оказаться куда как более значимыми, чем утерянные документы.

Риски снаружи, риски внутри

Риски от сбоев в энергосети кратно возрастают при сбоях питания на промышленных, транспортных, нефтегазовых и других «ответственных объектах», а также в медцентрах — тут пропажа электричества может вызвать масштабные аварии и даже привести к гибели людей. Разумеется, в гарантированном питании нуждаются центры обработки данных, от стабильности работы которых зависит функционирование десятков объектов — от офисных до упомянутых промышленных, транспортных и т.д. В современных условиях ИБП с аккумуляторными батареями будет вполне достаточно — они на 100% справляются с возложенной на них задачей по гарантированному электропитанию и обеспечивают непрерывность производственных, технологических и информационных процессов.

Тем не менее, даже у, казалось бы, самых надежных систем есть уязвимые места. Массивы аккумуляторных свинцово-кислотных батарей, являющиеся составной частью системы гарантированного питания, в данном случае оказываются «слабым звеном». Причина тому — законы физики, с которыми ничего не поделаешь. Поэтому на повестке дня стоит вопрос повышения надежности и предсказуемости именно этой части системы гарантированного питания. Есть варианты отказа от свинцово-кислотных батарей в пользу литий-ионных или никель-кадмиевых, но это повышает стоимость систем, а на такие расходы готовы далеко не все. Альтернативный вариант, который оказывается вполне рабочим — использование digital-технологий, которые позволяют отслеживать состояние батарейных массивов и своевременно заменять элементы, ставшие ненадежными.

Решения на основе промышленного интернета вещей снижают риски и затраты

Для контроля за сотнями и тысячами аккумуляторов, работающих в структуре корпоративного заказчика, ведущие вендоры рекомендуют применять системы мониторинга батарей или системы управления батарейными массивами (Battery Management System, BMS). Такие решения пока не стали массовыми. Например, продуктов, способных обеспечить систему управления, на рынке доступны лишь единицы. По сути, это специализированные IIoT-решения, созданные чтобы повысить надежность и управляемость массива АКБ и всей системы гарантированного питания в целом. Контроль состояния каждой из многих сотен батарей в ручном режиме возможен, но требует масштабных плановых работ, которые на практике оказываются дорогостоящими. Некоторые предприятия на период таких «мануальных» процессов по обслуживанию батарейных массивов останавливают свои процессы, что тоже проблемно и затратно.

«Использование BMS становится актуальным и экономически оправданным при построении массива от нескольких сотен аккумуляторов, — уточняет Михаил Авдеев, технический эксперт российского представительства компании CyberPower. — Наши BMS-контроллеры рассчитаны на подключение до тысячи батарей каждый».

Дополнительные возможности BMS

Как видно из названия, BMS созданы для контроля состояния аккумуляторных массивов, контролируя на каждой батарее напряжение, температуру, внутреннее сопротивление и информируя пользователя о точном состоянии батареи. Общие принципы организации BMS могут оказаться похожи, но в технической части есть отличия, которые могут оказаться крайне важными на практике. Например, одни позволяют контролировать состояние батарей только своего производства, что накладывает определенные ограничения на применение решения. CyberPower практикует универсальный подход — система строится на внешних датчиках, которые можно установить на аккумуляторы любых сторонних производителей. Это позволяет применять систему BMS даже на ранее установленные массивы АКБ.

Все, что описано выше, фактически относится к мониторингу состояния каждой батареи в массиве. Это нужно и важно, но система управления шире по своим функциональным возможностям. Например, BMS, представленная CyberPower, контролирует напряжение на каждом элементе во время заряда и задействует систему эквалайзинга (выравнивания напряжения). Это предотвращает перезаряд отдельных элементов массива и их преждевременную деградацию. Как следствие, такой эквалайзинг продлевает срок эксплуатации батарей с сохранением штатных характеристик.

«Наш опыт применения BMS показывает, что вместе с надежностью и предсказуемостью системы за счет системы эквалайзинга срок службы свинцово-кислотной батареи в массиве вырастает дополнительно на срок от 6 до 24 месяцев, что является очень хорошим показателем для этого класса АКБ», — говорит Михаил Авдеев.

Кто внедряет BMS

Показателен список клиентов, уже внедривших BMS для систем гарантированного питания. Первыми осознали преимущества BMS крупные предприятия. В CyberPower рассказывают о внедрениях в «Медси» и в «Сбербанке» Южного федерального округа. Крайне активно внедряют BMS предприятия химической и нефтехимической отраслей.

«Отметим высокую активность нефтехимических предприятий во внедрении систем управления батарейными массивами, — говорит Михаил Авдеев. — На этих предприятиях остановка производства из-за сбоя в электропитании может привести не только к многомиллиардным потерям, но и к серьезным авариям. Переоценить надежность работы системы здесь невозможно, только за последнее время мы внедрили BMS на «Нижнекамскнефтехиме», Новокуйбышевском заводе масел и присадок, Новокуйбышевском НПЗ, Куйбышевском НПЗ, Ачинском НПЗ и в ряде предприятий «Сибура».

Плюсы от внедрения BMS на предприятии очевидны: доказанное повышение надежности системы гарантированного питания в целом, продление срока службы массива аккумуляторных батарей, сокращение издержек на обслуживание. Это объясняет рост популярности решения на ответственных объектах разного масштаба: по оценке Grand View Research, мировой Battery Management System продолжит расти год от года со средним темпом в 19%.

Полный текст статьи читайте на CNews