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储能系统电池爆炸事故频发,我们该怎样提升储能系统安全?

发布者:发布时间:2023-02-09

储能系统的安全、性能和成本,是储能规模化发展必须解决的三大“门槛”,特别是储能系统安全问题不解决,其他都是“零”。储能对能源战略和能源转型有多重要,它的安全发展就有多牵动人心。据不完全统计,近年来世界各地已经爆发多起储能电站系统电池爆炸事件,引发人们对电化学储能电站安全的广泛关注和担忧。

电力储能安全白皮书

储能电站系统电池发生爆炸,有三方面原因:

 

一是电池排列相对密集,极易导致连锁反应。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。

 

二是电芯本身存在问题,缺乏电池全生命周期管理。前几年,梯次利用的概念非常火,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。

 

三是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,但与电动汽车不同的是,储能舱内单体电池数量非常大,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。

 

那么,电化学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。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”美克生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,一是因为电池规模巨大,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,美克生能源自主研发国内首个商业化锂电池安全故障预警平台——储能预防性诊断安全管理系统(PSS),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”;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。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

关于大型储能设施的消防安全问题,国内已经在不断地做应急演练,10月11日上午,2022年浙能集团储能电站火灾事故应急演练在萧山电厂举办,为新型储能电站火灾应急处置工作积累宝贵经验。

 

安全无小事,在推进碳中和、绿色能源革命的进程中绝不能以安全作为代价,希望所有行业伙伴都能共同携手,为“双碳”目标的实现努力奋斗!

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