据c7娱乐电子游戏储能科技有限公司得知,近年来,全世界各地已经爆发多起储能电站失火事件,引发人们对电化学
储能电站安全性的广泛关注和担忧。
我国目前电化学储能电站的主流建设形式是预制舱式锂离子电池储能电站。锂离子电池储能电站可以分为四个层次:电池单体、模组、电池簇和电池舱。电池单体通过排列集成模组,模组经电气连接构成电池簇,多个电池簇与变流器等设备组成电池舱。
此外,储能电站中还包括热管理系统、能量管理系统、电池管理系统、储能变流器等,多个单元协同工作保障储能电站的安全运行。
储能电站容易失火的原因主要包括以下几个方面:
1. 电池排列相对密集,极易导致连锁反应
大规模储能系统的特点之一就是电池数量多、排列相对密集,单个储能舱的容量为0.5-2MWh,内部单体电池数量可达数万个。储能舱中电池集中分布的特点会增加电池的安全风险,若单体因滥用故障发生热失控,极易导致周围电池发生连锁反应。
2. 电芯本身存在问题,没有电池全生命周期管理
在前几年,有一个比较火的概念叫梯次利用,简单来说,储能电站会使用电动汽车退役的动力电池,但是电池不怕旧,怕就怕新旧不一,电芯一致性差。遥控器上两节干电池,凑活凑合日子还能过,但储能系统里,少则几百个,多则上万个电芯,大规模应用起来,问题就完全不一样了。
因此,国家能源局发布《新型储能项目管理规范(暂行)(征求意见稿)》,征求意见稿称,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目。文件指出,在电池一致性管理技术取得关键突破、动力电池性能监测与评价体系健全前,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目。已建成投运项目应定期评估电池性能,加强监测、强化监管。
但是解决掉电池出厂安装时的品控检测问题,还要考虑储能电站中电池的使用寿命,一个储能电站的寿命达到10-15年,即使同一批次的电池,使用几年后,一致性也会降低,目前,行业内亟需形成一个如何对电池全生命周期进行管理的统一标准。
3. 储能电站管理系统不完善
当前电池管理系统主要依靠测量模组表面温度、电压与SOC来避免电池发生过充,设计经验来源于电动汽车,然而,与电动汽车不同的是,储能舱内单体电池数量非常大(甚至可以达到数万个),电池的不一致性会导致个别电池产生过充、过放,增加了管理和监测的难度。
去年,北京储能电站发生爆炸事故引发了社会对储能电站安全问题的关注。国家电网直属科研单位,中国电力科学研究院有限公司储能与电工新技术研究所,发布了对该事故的分析报告,提出了可能引发爆炸的8个诱因,包括储能电池安全质量、电池管理系统和气象环境因素等。
那么储能电站如何做好安全管理?
1、建立锂电池全生命周期管理体系
一个储能电站的寿命是10-15年,即使同一批次的电池,在几年后也有可能出现不一致性问题,储能系统有上万个电芯,电池老化后的不一致性问题更为严重,所以锂电池全生命周期管理体系的搭建,可以做到实时检测,免拆解定点定位,提前预警,将预防做在消防前。
2、引入专业的“第三方检测机构”,不断完善储能电站安全标准体系
如今,储能市场正以前所未有的速度增长,产业链涉及了电芯、电池包、系统供应商等多个领域,高速发展的背后,制定标准、规范市场正成为储能规模化发展的关键,权威、专业的第三方检测机构逐渐成为储能发展之路上的重要推动力。不断爆发的电池安全事故,折射出的是产业链上下游品控与管理不足。高标准、更严苛的体系化认证与测试,对国内储能产业往规范化、高安全性发展有着重要意义,目前,国内已经有不少企业提供专业的第三方检测服务,比如,数字能源及储能安全领域的“双独角兽”c7娱乐电子游戏能源可以提供专业的第三方电池数据评估技术服务,最大程度确保用户储能设备安全。
3、通过电化学模型,对电池关键参数进行精准分析
欲达成锂电储能电站“零事故”安全的目标,需要改变思路,传统的BMS管理系统设计经验来源于电动汽车,仅仅采集电压、温度、内阻等参数进行分析,在面对大规模储能电站时可能心有余而力不足,一是,电池规模巨大,增加了管理和检测的难度;二是,随着电池本体因素演化,电池安全参数都将发生变化,给电池管理系统的精准预测带来了挑战;三是,提前预测时间有限,锂电池从出现热失控征兆到燃爆之间时间较短,长时预警正逐渐成为行业发展需要。
新思路就要用新做法,c7娱乐电子游戏能源自主研发国内首个商业化锂电池安全故障预警平台——电池预诊断系统(PSS)。开创锂电池电化学算法,开发硬件求解器智能分析电池运行状态,针对电池安全进行深度“血液级”检测,提前诊断预警,将“预防做在消防前”,保障稳定运行;免拆解云诊断,在线对电池进行定点定位安全检测,“零时间成本”对锂电池进行“体检”,提供电池健康状态评估、电池状态校正、电池剩余寿命预测等服务,为运维人员提出科学建议,从而更大程度上保障锂电池全生命周期的安全。
相比于传统的BMS管理系统,电芯“血液级”检测技术预测精度更高,更早发出安全预警时间,真正做到守护储能电站安全、长寿。2021年,PSS系统作为重要研发课题的应用板块,荣获了国家电网有限公司2021年科学技术进步奖一等奖。
4、制定故障应急预案和消防处置措施
针对不同类型的电池安全事故隐患,需制定故障应急预案和消防处置措施,做到检测到预警信息,第一时间处理,防止安全事故的发生,尽全力保障人员的生命财产安全。
欲戴其冠,必承其重,越先进越应该勇于担责。当下储能电站市场面临的矛盾性问题,需要集结全产业链的力量去解决,从根本上去共同创新、迎难而上,从而为消费者提供更安全便捷的生活,为经济发展提供更坚不可摧的支撑,为国家双碳目标的早日实现注入长久动力。