每一次事故的發生都是對安全生產的警醒,亦是對于技術成熟度的再次考量。
日前,海南鶯歌海鹽場100MW平價光伏項目儲能電站的起火備受行業關注,所幸未造成人員傷亡。此類事故在全球范圍內亦不少見。截至目前,韓國已累計發生30多起儲能電站失火事件,全球總共發生了60多起電化學儲能火災事故。

(圖源自京畿道議員李基仁的Facebook。韓國重要數據中心因電池起火斷電,導致韓國兩大互聯網巨頭Naver和Kakao中斷服務)
從事故官方分析報告來看,60%-80%以上儲能事故因非專業集成導致。部分廠家的系統集成設計只是將采購來的不同品牌的鋰電池、儲能PCS及電池管理系統BMS等設備簡單堆砌到集裝箱中。
電池不等于儲能系統
值得注意的是,電池不等于儲能系統,電芯安全不等于儲能系統安全,選用質量可靠的電芯只是儲能的安全基礎,任何一個單元出錯都可能導致儲能系統產生不良后果。
儲能電站主流建設形式為預制艙式鋰離子電池集裝箱,電池單體通過排列結合集成模組,模組經電氣連接構成電池簇,多個電池簇與溫控系統,消防系統、電池管理系統等組成電池艙。電池艙又與能量管理系統、儲能變流器等多個單元協同工作保障儲能電站安全運行。
單個儲能艙的容量為0.5-5MWh,內部單體電池數量可達數萬個。隨著儲能系統集成規模的增大,電池產品或電氣設備數量翻倍,質量問題的潛在危險性也倍增;另外電池串并聯數量和層級增多,電氣及電力電子的組合更加復雜,儲能安全的保障難度進一步加大。
隨著儲能行業的快速增長,跨界而來的集成商大量出現在項目合作中,一些缺乏核心技術的、不具備系統集成能力的企業受政策和補貼吸引進入行業,并低價中標搶占市場,產品質量、可靠性不足,不規范和不專業導致安全問題時有發生,甚至造成人身傷亡和財產損失。
儲能安全考驗系統集成的專業能力
盡管儲能系統風險重重,且因多設備、涉及多學科導致復雜多變,但發展儲能是大勢所趨,是確保風電、光伏等間歇性可再生能源大規模、平穩接入電網的關鍵技術。多場景應用也讓人不得不重視儲能,尤其電化學儲能,其具備系統規模大、響應速度快、能精準控制及雙向調節能力等優勢,決不能因噎廢食。
保障儲能安全需要科學有效的系統集成能力。相關從業者表示:“要有效保障儲能安全,不可能通過簡單的器件堆砌和消防工具完成。系統的長期應用安全背后要有成體系的核心技術支撐。”
今年3月,伴隨《“十四五”新型儲能發展實施方案》等重磅文件印發,儲能商業模式、市場機制等走向健全,儲能市場主體對全生命周期的安全性、穩定性、盈利性等價值逐漸重視。可以說安全性是行業考量儲能系統的核心要素之一,有業內人士指出構建電池本體安全、主動安全、消防安全是未來電化學儲能電站安全管理的三道防線。
其中,構建本體安全及主動安全更多地由生產廠商的技術決定。行業內的儲能系統集成商在不斷思考全生命周期的安全與效率,加強對電池、PCS、EMS、BMS等各部件性能充分了解,努力實現最大化優化整體設計,釋放整個系統的潛能。
據悉,目前市場中的儲能系統集成商主要為三類。
一類是外采器件組裝模式;另一類是PCS、電池等單一器件供應商向系統集成商轉型;第三類是專業化品牌集成模式,BMS、PCS、EMS等關鍵器件全部自研,軟硬件同平臺、協同設計,一體化系統集成。
從市場角度講,正如整個新能源行業逐步向一體化趨勢發展,或許專業儲能集成系統也會從拼湊、攢機模式,走向專業集成、品牌集成,重塑儲能系統格局。
從技術上講,通過全單元數據互通、高效反饋形成聯動保護機制的專業集成系統也將更快、更好掐斷引發事故的導火索,如對病態電池提前預警、從源頭阻斷熱失控保護電芯;精準識別故障電流、極早期識別拉弧現象、微秒級降低短路電流、電池隔艙放置等保障電氣安全;極早期識別火災并自啟動消防措施、提升液冷系統安全等維護系統安全等。
標準引領儲能未來可期
而在消防安全及儲能電站運行監管方面。10月25日,北京城管委再次對《北京市新型儲能電站運行監督管理辦法(試行)》公開征求意見,文件明確要求大、中型儲能電站應建立狀態運行及預警預測平臺,小型儲能電站應實現狀態運行監測,實時監控系統運行工況。同時既明確了新型儲能電站運行期間的主體責任、安全和消防管理等相關管理要求,又圍繞儲能電站的應急預案、事故處置等做出了明確規定,為保障儲能電站安全運行的第三道防線提供了支撐。
總的來說,要想達成鋰電儲能電站盡量不出事故乃至“零事故”安全目標,必須多措并舉:一方面,選擇好的電芯,并通過專業集成系統守好儲能安全第一道防線。另一方面,不斷完善鋰電池全周期管理體系及儲能電站安全標準體系,同時制定故障應急預案和消防處置措施。
最后,多方共同發力,做到高安全、低成本、智能化,才能切實做好儲能電站安全管理,促進儲能行業健康發展。
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