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储能电站事故原因及对策分析

发布者:发布时间:2023-03-10
近年来,各国储能电站事故频发。本文将分析原因及预防措施。
 
一、什么是储能电站?
 
储能电站实际上是为调节峰谷用电问题而设立的电站。众所周知,由于人们的生活习惯,居民生产生活用电量在24小时内会出现较大波动,不同时段的电价是不一样的,通过建设储能电站,低充高放,可以节约电费。
 
 
二、储能电站为何会爆炸?
 
近年来,储能市场逐渐升温,各种资本纷纷进入,安全问题也逐渐显现。安全问题一直是储能行业面临的重大挑战。电力专家指出,储能电站整体安全包括电气安全、消防安全、化学安全和机械安全。
 
不同形式的储能具有不同的安全风险。例如,锂离子电池储能、钠硫电池储能和氢能储能需要关注爆炸、防火安全,液流电池储能需要关注化学安全,飞轮储能需要关注机械安全。
 
PPS系统
 
锂离子电池储能电站是世界上最大的储能电站,也是最容易发生火灾的。2017年以来,全世界发生了30多起火灾事故,造成重大人员伤亡或财产损失,引发了业界对储能火灾安全的关注。
 
储能电站火灾过程是局部隐患向故障事件演化的过程。储能电站设备选型、系统集成、安装调试、运行维护、设施报废等全生命周期过程中的任何一个环节都存在安全风险隐患和演变。
 
储能业内人士表示,如果投资者更关注价格和成本,可能会忽视产品的风险控制和安全性。从国外储能电站事故分析来看,事故普遍伴随着监管缺失。
 
电力专家以锂离子电池储能为例分析,储能电站的事故原因一般来自三个方面。
首先是人为因素。储能是一种高能量、高电压的电池系统。在集成、安装、调试、运行过程中,如果现场人员失误或现场处理不当,很可能会出现安全问题。因此,有必要对操作人员和施工人员进行严格的安全意识和安全操作培训。
 
储能电站
 
其次是储能系统本身的因素,包括所选电池是否通过了相关安全标准,电池系统的健康状态是否良好,高压系统的绝缘设计是否良好,是否电池本身的缺陷可以及时发现并处理。
 
第三,还有储能系统以外的因素。外部电和热干扰都会影响储能系统。因此,一般对储能系统的环境都有要求,比如避免环境温度过高。
 
三、是什么原因导致储能电站爆炸?
 
那么,储能电站爆炸的原因是什么?电力专家表示,大体上来自两个方面。一是非储能系统的其他来源,因为储能电站除了储能系统外,还有很多电气设备和附属设施,属于爆炸源的一种。
另一个是储能系统本身,更具体地说是储能电池。储能电池受到外部电和热冲击源的刺激。电池会发生热失控反应,释放出大量高温可燃性气液混合物,暴露在外界空气中的氧气中,条件合适时会发生爆炸。
 
当然,业内人士指出,电站本身的安全管理也很重要。例如,应考虑在发生事故时及时、安全的疏散人员。
 
储能电站
 
四、储能电站如何防范风险?
 
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”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,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——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。

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