SỬA CHỮA HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG BẰNG PIN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo ổn định nguồn điện, tiết giảm chi phí vận hành và nâng cao khả năng phối hợp với nguồn phát nội bộ tại các nhà máy công nghiệp. Các lỗi liên quan đến sửa chữa pin công suất lớn, xử lý vấn đề phối hợp nguồn máy phát – BESS, hay hiệu chỉnh tối ưu thời gian sử dụng điện cần được chẩn đoán và khắc phục nhanh chóng, chính xác để duy trì sản xuất liên tục và an toàn.

Nội dung bài viết

1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG BẰNG PIN TRONG CÔNG NGHIỆP

1.1 Vai trò chiến lược của BESS trong nhà máy sản xuất

Trong điều kiện biến động giá điện và yêu cầu sản xuất không gián đoạn, hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) là giải pháp hiệu quả giúp nhà máy:

Tăng độ ổn định nguồn điện đầu vào cho hệ thống điều khiển, dây chuyền sản xuất
Duy trì vận hành khi mất điện lưới, tránh thiệt hại sản phẩm đang xử lý
Kết hợp với máy phát (genset) và điện mặt trời để thành hệ hybrid tối ưu chi phí
Tối ưu hóa biểu đồ phụ tải – tránh vượt công suất đỉnh (peak shaving)
Ghi nhận dữ liệu vận hành chính xác phục vụ kiểm toán năng lượng (ISO 50001)

1.2 Cấu hình BESS điển hình trong nhà máy sản xuất

Một hệ thống BESS công nghiệp quy mô vừa – lớn thường có các thông số:

Dung lượng lưu trữ: 200 kWh – 2 MWh (công nghệ Lithium LFP hoặc NMC)
Công suất inverter: 100 – 1000 kW, tích hợp EPS và tính năng phản hồi tần số
Tỷ lệ C (C-rate): 0.5C – 2C, tùy thuộc vào nhu cầu xả nhanh hoặc ổn định
BMS cấp cell + rack + toàn hệ: điều khiển nhiệt, dòng, SOC, SOH, lỗi cell
EMS – Energy Management System: tích hợp thuật toán TOU, điều khiển song song genset – BESS
Giao tiếp chuẩn công nghiệp: Modbus TCP/IP, CANbus, OPC-UA kết nối SCADA nhà máy
Chuẩn an toàn: UL 9540A, IEC 62619, hệ thống phòng cháy khí sạch hoặc aerosol

Hệ thống thường được bố trí tại khu vực gần máy phát hoặc trạm biến áp nội bộ, có vỏ chống bụi IP54 – IP65, và kiểm soát nhiệt độ phòng 20–35°C.

2. SỰ CỐ THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG BESS CÔNG NGHIỆP

2.1 Lỗi pin công suất lớn cần sửa chữa

Lỗi lệch điện áp cell: chênh > 150 mV giữa các cell trong cùng 1 rack → gây cắt sớm
Nhiệt độ vượt ngưỡng 60°C ở các cụm rack phía trong container → nguy cơ cháy nổ
Mất cân bằng dòng trong các rack song song → dòng hồi ngược làm giảm tuổi thọ pin
Lỗi cell hở (open circuit) → không truyền dòng, ảnh hưởng toàn bộ pack
Chai cell nghiêm trọng (SOH < 65%) → giảm dung lượng thực tế so với thiết kế

2.2 Trục trặc khi phối hợp nguồn máy phát – BESS

Sai lệch pha/tần số giữa genset và inverter BESS → gây cắt hòa lưới hoặc chế độ “islanding” không ổn định
Tải bị chia sai logic giữa BESS – genset → gây quá tải cục bộ hoặc dư công suất
Độ trễ khi chuyển nguồn từ lưới → BESS → genset > 200ms → mất tín hiệu SCADA
Không đồng bộ thời gian khởi động → gây mất tải moment tại khởi động lò nung, dây chuyền ép

2.3 Vấn đề về tối ưu thời gian sử dụng điện (TOU)

Không xả vào đúng thời điểm giá điện cao → lãng phí năng lượng đã sạc
Không tận dụng được điện mặt trời do pin đầy → cần cấu hình lại ngưỡng SOC sạc
EMS không cập nhật biểu giá mới từ nhà cung cấp điện
Không cảnh báo SOC thấp trước giờ cao điểm, gây mất khả năng đáp ứng tải chính

3. QUY TRÌNH SỬA CHỮA PIN CÔNG SUẤT LỚN

3.1 Kiểm tra và đánh giá ban đầu

Khi tiến hành sửa chữa hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin công suất lớn, cần thực hiện các bước đánh giá tổng quan và chi tiết như sau:

Đo điện áp từng cell và so sánh với điện áp danh định (thường 3.2V/cell)
Đo dòng rò đến vỏ pin hoặc hệ khung kim loại → nếu >10 mA cần xử lý cách ly
Kiểm tra điện trở nội tại từng cell: SOH < 70% hoặc điện trở > 40 mΩ cần loại bỏ
Phân tích dữ liệu lịch sử SOC/SOH và nhật ký lỗi của BMS cấp cell
Đánh giá số chu kỳ hoạt động: >3000 chu kỳ thường đồng nghĩa với suy giảm dung lượng đáng kể

3.2 Các bước sửa chữa pin theo chuẩn quốc tế (IEC 62619, UL 1973)

Ngắt hoàn toàn hệ BESS khỏi hệ thống điện (AC/DC isolator)
Xả pin về mức an toàn (SOC 20%) để giảm nguy cơ phóng điện bất ngờ
Gỡ bỏ từng rack/module pin cần sửa chữa, di chuyển ra khu vực bảo trì riêng
Thay thế cell hỏng bằng loại có điện áp và dung lượng tương đương, cùng hóa học LFP/NMC
Cân bằng điện áp giữa các cell bằng thiết bị active balancer hoặc sạc xả riêng lẻ
Kiểm tra mạch bảo vệ: MOSFET, relay, fuse, IC giám sát
Nạp lại firmware BMS nếu hệ thống có lỗi logic hoặc lỗi phần mềm
Lắp lại module đã sửa, test vận hành không tải – có tải, ghi nhật ký điện áp/dòng/nhiệt độ
Cập nhật dữ liệu mới vào EMS để đồng bộ hóa SOC/SOH và cảnh báo hệ thống

3.3 Điều kiện cần có khi sửa chữa pin công suất lớn

Không gian bảo trì có hệ thống hút ẩm, chống tĩnh điện, nhiệt độ dưới 30°C
PPE đầy đủ: găng điện 1kV, kính chắn hồ quang, giày cách điện
Thiết bị đo chuyên dụng: IR tester, scanner nhiệt, phân tích sóng giao tiếp CAN/RS485
Có bình khí sạch hoặc hệ thống chữa cháy Class D cho sự cố pin

4. GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘ NGUỒN MÁY PHÁT – BESS TRONG NHÀ MÁY

4.1 Mô hình phối hợp vận hành

Trong các nhà máy sử dụng nhiều nguồn phát như:

Điện lưới (EVN hoặc tự cấp)
Máy phát diesel/gas
Solar rooftop
Hệ thống BESS

Cần có cơ chế phối hợp động để tránh:

Lãng phí năng lượng do dư công suất
Giao thoa tần số gây ngắt mạch
Chia tải không hợp lý dẫn đến quá tải cục bộ

4.2 Các bước tích hợp máy phát – BESS theo tiêu chuẩn IEEE 1547-2018

Kiểm tra đáp ứng tần số của inverter BESS: thường từ 47.5–52.5 Hz
Cài đặt inverter sang chế độ “grid support” hoặc “hybrid islanding”
Thiết lập bộ ATS (Auto Transfer Switch) trung gian để phân phối tải
Thiết lập ngưỡng SOC tối thiểu cho việc kết hợp máy phát (thường >40%)
Giao tiếp giữa genset controller – EMS – inverter qua CAN hoặc Modbus
Cài đặt ưu tiên tải: máy phát dùng cho phụ tải cao, BESS duy trì tải ổn định

4.3 Lợi ích sau khi đồng bộ BESS – máy phát

Giảm thời gian khởi động máy phát: từ 10s xuống còn <2s
Giảm tiêu hao nhiên liệu máy phát tới 15–20% do BESS hỗ trợ tải ban đầu
Hạn chế sự cố do mất pha, lệch tần số khi chuyển nguồn
Duy trì điện áp ổn định trong vùng 380–400V (±2%) khi tải biến động nhanh

5. TỐI ƯU HÓA THỜI GIAN SỬ DỤNG ĐIỆN QUA EMS

5.1 Cấu trúc điều phối thời gian sử dụng điện (TOU)

EMS (Energy Management System) trong nhà máy hiện đại thường được cấu hình:

Thu thập dữ liệu từ đồng hồ điện (smart meter) và inverter
Phân tích biểu giá điện TOU: thấp – trung bình – cao (3 mức hoặc 5 mức theo thời gian)
Xác định thời điểm nên xả pin → tránh dùng điện vào giờ cao điểm
Tự động “ngắt sạc” khi pin đầy và điện mặt trời dư thừa → bảo vệ pin
Gửi cảnh báo sớm khi SOC xuống thấp vào trước giờ cao điểm

5.2 Các bước tối ưu TOU bằng EMS

Đồng bộ thời gian thực giữa EMS và hệ thống đo đếm điện lực
Lập lịch sạc – xả BESS theo khung giờ cố định + dự đoán tải thực tế
Giao tiếp EMS với inverter qua Modbus TCP để điều khiển xả theo công suất
Tạo logic IF – THEN cho từng nhóm tải: chỉ xả nếu SOC > 60% và giờ cao điểm
Ghi nhật ký vận hành, phân tích dữ liệu 30 ngày để điều chỉnh lại ngưỡng

5.3 Hiệu quả sau tối ưu TOU

Giảm chi phí tiền điện trung bình 8–20%/tháng (tùy ngành và tải)
Tránh vượt công suất cực đại đăng ký → không bị phạt hợp đồng
Gia tăng tuổi thọ pin do sạc – xả hợp lý hơn
Nâng cao hệ số sử dụng năng lượng tái tạo từ solar: tăng từ 40% lên 75% tổng sản lượng

6. CÁC THƯƠNG HIỆU THIẾT BỊ THEO 3 PHÂN KHÚC

6.1 Phân khúc cao cấp – ABB (Thuỵ Sĩ)

Sản phẩm tiêu biểu: ABB eStorage (PCS100 ESS, Emax2 với BESS module)
Đặc điểm kỹ thuật:
- Công suất inverter đến 2 MW, tương thích hệ thống MV/LV
- Tích hợp BMS, bảo vệ quá áp/quá dòng cấp tủ
- Giao diện điều khiển SCADA mở, tương thích chuẩn IEC 61850
Ứng dụng: nhà máy sản xuất điện tử, hóa chất, thực phẩm quy mô lớn

6.2 Phân khúc trung cấp – Sungrow (Trung Quốc)

Sản phẩm tiêu biểu: ST2752UX, ST500CP-250HV
Đặc điểm kỹ thuật:
- Pin LFP 215 Ah/280 Ah; tích hợp inverter và PCS
- Có chế độ sạc/xả linh hoạt 0.5C–1C
- Giao tiếp SCADA, EMS tích hợp và bảo vệ chống cháy theo chuẩn UL
Ứng dụng: nhà máy sản xuất cơ khí, bao bì, nhựa, dệt

6.3 Phân khúc phổ thông – Kehua Tech (Trung Quốc)

Sản phẩm tiêu biểu: iStoragE-30, iStoragE-63
Đặc điểm kỹ thuật:
- Dung lượng lưu trữ 30–100 kWh, dạng tủ đứng IP54
- Inverter tích hợp hybrid 3 pha, công suất 30–60 kW
- EMS cơ bản đi kèm hoặc tích hợp với hệ thống của bên thứ 3
Ứng dụng: nhà máy sản xuất nhỏ, xưởng lắp ráp, cụm nhà máy công nghiệp nhẹ

Tất cả thiết bị đều đạt chuẩn quốc tế như UL 9540A, IEC 62619, IEC 62040, và tương thích với hệ điều hành giám sát tiêu chuẩn công nghiệp như Siemens WinCC, Schneider EcoStruxure.

7. TẠI SAO CHỌN ETEK CHO DỰ ÁN SỬA CHỮA BESS CÔNG NGHIỆP

7.1 Kinh nghiệm chuyên sâu trong hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin

ETEK cung cấp:

Dịch vụ kiểm tra – sửa chữa – thay thế module pin, BMS, inverter công suất lớn
Cân bằng dòng tải, chống hồi dòng, tái lập EMS logic TOU
Tối ưu phối hợp BESS – máy phát – solar rooftop, giảm phát diesel và tận dụng năng lượng sạch
Sửa lỗi SCADA/BMS liên quan đến thời gian đáp ứng, SOC sai, tín hiệu relay trễ

Quy trình triển khai tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn UL 9540A, NFPA 855, IEC 62443 (an ninh mạng cho hệ SCADA), đảm bảo an toàn và bảo mật dữ liệu năng lượng.

7.2 Khả năng triển khai các dự án ở nước ngoài

ETEK đã thực hiện dịch vụ sửa chữa hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin tại nhiều khu vực:

Đông Nam Á: nhà máy điện mặt trời kết hợp BESS tại Thái Lan, Philippines
Trung Đông: nhà máy nước khử mặn và khu công nghiệp nhẹ tại UAE, Oman
Châu Phi: trạm nông nghiệp và nhà máy chế biến thực phẩm tại Kenya, Ghana

ETEK cung cấp dịch vụ từ xa, gói bảo trì quốc tế 12 tháng và hỗ trợ phụ tùng OEM chính hãng.

7.3 Dịch vụ sau sửa chữa và bảo trì định kỳ

Lập hồ sơ kỹ thuật, nhật ký SOC, SOH và hiệu suất hàng tháng
Gửi cảnh báo sự cố theo thời gian thực qua email/SMS
Đào tạo nhân sự nhà máy về quy trình vận hành BESS an toàn
Bảo hành 6–12 tháng cho linh kiện và công tác sửa chữa

8. KẾT LUẬN

Với tính chất sản xuất liên tục và yêu cầu vận hành ổn định, các nhà máy hiện đại cần đảm bảo rằng hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin hoạt động tin cậy và hiệu quả.

Việc xuất hiện các lỗi như:

Chai hoặc lỗi pin công suất lớn
Mất đồng bộ với nguồn máy phát
Lỗi logic EMS, không xả pin đúng giờ cao điểm

… nếu không được xử lý sớm sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế và an toàn sản xuất.

ETEK là đối tác chuyên sâu trong lĩnh vực sửa chữa BESS công nghiệp, với khả năng phục vụ trong và ngoài nước, trang bị công nghệ chẩn đoán hiện đại và đội ngũ kỹ thuật viên được chứng nhận quốc tế. Hãy để ETEK đồng hành cùng doanh nghiệp của bạn trong việc duy trì và phục hồi hệ thống năng lượng lưu trữ hiệu quả – an toàn – bền vững

Sản phẩm và dịch vụ liên quan: