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惊天一炸致多个储能电站被关停储能安全运营如何破局

2021-11-16 来源:张家界农业机械网

惊天一“炸”致多个储能电站被关停,储能安全运营如何“破局”?

题记:日前,某地储能电站发生的一起安全事故再一次把电化学储能的安全性提上了行业热搜,此后,多个涉及储能的电站被要求暂停运行进行整改,但这并不意味着储能行业发展的停滞,更多的鞭策来自于提醒行业重视储能安全性问题。安全与降本,应当并列为当前储能行业发展的两大当务之急。

在30·60的大目标下,碳中和与新型电力系统相辅相成,共同指向了发展可再生能源的紧迫性。显然,未来在以新能源为主体的电力系统中,无论是基于稳定性电力输出还是调峰调频的需求,作为重要的技术支撑和基础装备,储能必不可少并且被寄予厚望。

储能在这场气候转型大任中的关键价值,也体现在相关的政策文件中。4月21日,国家发改委、国家能源局首次印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》,文件对储能建设运行要求、储能备案并网流程、储能技术标准及管理体系等提出了明确要求。不仅如此,去年以来,多个省份针对新能源与储能设施配套进行了明确的规定,并且提出了对于新能源配套储能的具体要求。

潜力无限,储能安全性成关键

气候转型的国家大战略给予了储能行业前景无限的发展空间,但北京储能电站事故带来的惨痛教训仍历历在目。事实上,自2017年以来,全球已发生30起以上储能相关的安全事故,这对于国内即将爆发的储能市场来说,这些案例带来的压力巨大。

对于储能行业自身来说,相比于未来可期的由规模化带来的持续降本以及需要解决的技术性问题,安全问题是规模化发展前务必要重视解决的问题。

来源:TÜV南德

TÜV南德曾针对某海外国家2年发生的23起储能电站起火事故进行了分析,其中充电完成后待机中发生火灾14起,充放电过程中6起,安装、施工中3起,太阳能风力并网电站17起,需求管理电站4起,调频电站2起。从安装时间来看,1年以下16起,1-2年3起,2年以上4起。

报告中详细分析了这些储能电站发生事故的原因,其中包括电池系统的电气保护系统缺陷、运行环境不足(结露严重并且容易暴露在大量灰尘中)、安装质量问题、ESS集成控制和保护系统缺陷以及电池的制造缺陷(长时间在恶劣环境下使用会带来风险)等。

作为一个能量/电力储存系统,储能的安全问题实际上是一个系统性的问题,其中既有电池及BMS(电池管理系统)相关的技术或者运行因素,同时也涉及到储能电站的系统设计、集成及后期运营管理等方面。在解决解决储能安全性问题方面,上述几个维度缺一不可,这也给从事储能业务的企业提出了挑战。

储能安全,缺一不可

如上述所言,对于储能相关企业来说,安全性问题俨然已经成为行业发展的当务之急。而解决储能安全性问题,不能仅仅针对某一个单一的环节,必须要从整个系统的角度进行考量。那么储能电站究竟能否安全运营?温故而知新,这或许可以从已有的案例来一探究竟。

作为专业的储能系统集成商,从2006年涉足储能至今,阳光电源已经积累了超过3500+套的集成经验,连续五年储能系统装机位列中国第一,集成系统服务于全球各种复杂应用场景,至今未出现过一例安全事故。这一数据对于当前处于关键时期的储能行业来说,尤为重要。这意味着,储能电站可以做到安全运营,但这需要建立在对整个系统层面深刻理解并且持续积累运营经验的基础之上。

从上述事故原因分析中也可以看出,与电池及BMS(电池管理系统)相关的因素是导致储能电站发生事故的最直接原因。基于此,阳光电源在储能领域配置了专业的研发体系,拥有PCS、电池、EMS、材料、储能系统集成等各个专业的高科技人才,研发队伍占比40%以上,从源头重视安全事故的诱发因素。目前,阳光电源在储能系统集成领域获得相关专利300余项,其中仅安全相关专利多达100余项。

不仅如此,除了在研发与经验方面的积累之外对于储能安全的问题,阳光电源形成了从电池单体、模组、电池簇、电池系统管理到PCS的全方位保护体系,全方位保障储能系统的安全运行。尤其针对储能电池直流侧的安全管理方面,阳光电源采用了防、护、消、泄的储能系统安全性设计规则,未雨绸缪,避免或者降低储能安全事故带来的隐患。

防护消泄+运维服务全方位保障电站安全

一般来说,储能系统的安全事故,往往是由于缺乏有效的防护措施,导致电池或其他设备出现不安全因素,如过充、过放、拉弧、对地绝缘故障等。那么对于故障预防的重要性便体现出来。

第一步防,即预防。阳光电源通过高精度的四级电池管理系统、直流回路防呆连接设计、回路连接松动智能识别和高标准材料选型,全面的安全防护,预防电激源、热激源、机械激源的产生。

如果热失控诱因已经激发,那么就需要第二步护,阳光电源在这一步设置了四级熔断保护+快速联动保护机制+高安规设计标准,包括在模组之间、开关盒、电池控制柜和PCS四个层级都设有熔断保护,电池、PCS、消防及空调等设备可实现ms级快速联动,系统具备直流250kA及交流50kA短路耐受能力等等,避免电池自身的热失控或是连接处拉弧引燃进而引发火灾。

然而,一旦防、护两大措施失灵,对于储能设施来说,如何避免发生更大的损失、保护人员安全将成为重中之重。在缺乏可靠的消防措施时,如果火灾在初期无法得到有效抑制,将会迅速蔓延,最终演变为大规模的火灾。

所以,最后两步消与泄便是防止事态扩大、保护人员安全的关键两步。在这两步中,阳光电源通过消即可燃气体检测 +主动排风系统+水消防与泄即快速的泄压防爆,杜绝爆炸风险,降低事故带来的损失与伤害。

除了防、护、消、泄四步之外,针对储能安全性问题,阳光电源还在品控、测试验证以及全生命周期的安全指导和定期安全巡视方面做足了功课。比如,按照A品电芯筛选确保电芯一致性,利用MES和条码追溯系统,实现对电芯数据的100%追溯;从电芯到系统全方位验证,通过最高安全标准UL9540、UL9540A认证;提供线上线下安全培训,专业的售后队伍,周期性现场巡视,对存在的安全风险给出整改建议、通过本地监控系统+数据采集+数据分析的综合系统,实现风险实时预测并预警等,力保储能电站实现全生命周期的安全运行。

实际上,尽管储能元年的口号已经喊了几年,但国内储能的真正爆发,直到碳中和与新型电力系统的提出,也就是2021年才算真正走入元年。在阳光电源一季度财报中,储能业务贡献了3.8亿元的营收,同比大增350%。阳光电源在储能领域年复一年的坚守与努力,不仅仅体现在财务数据,也将在中国这场气候转型的大任中得以凸显。

在助力碳中和的路上,储能必不可少。对于从事储能的企业来说,路漫漫其修远兮,但这场战役值得且重要! 光伏們   作者: 臧超文中内容、图片均来源于网络,如有版权问题请联系本站删除!

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