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北京“4·16”储能电站火灾事故调查报告发布 储能如何迈过“安全”这道坎儿?

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2021-11-25 10:11:49   点击量:386

11月22日,北京市应急办理局发布了关于北京丰台区储能电站起火爆破事端的调查陈述。陈述指出,南楼起火直接原因系西电池间内的磷酸铁锂电池产生内短路毛病,引发电池热失控起火。北楼爆破直接原因为南楼电池间内的单体磷酸铁锂电池产生内短路毛病,引发电池及电池模组热失控分散起火,事端产生的易燃易爆组分经过电缆沟进入北楼储能室并分散,与空气混合构成爆破性气体,遇电气火花产生爆破。


截至2020年年底,我国已投运的新式电力储能累计装机容量达到3.28吉瓦。本年7月23日,国家开展改革委、国家动力局发布的《关于加快推动新式储能开展的辅导定见》中提出,计划到2025年,完成新式储能从商业化初期向规划化开展转变,新式储能装机容量达3000万千瓦以上。


但是,储能职业蓬勃开展的背后,储能安全问题频频见诸报端。北京丰台区储能电站起火爆破事端也再次敲响了储能职业的安全警钟。


谁点燃了导火索?


储能安满是一个体系性问题,虽然导致储能安全事端的诱因众多,如电池办理体系、电缆线束、体系电气拓扑结构、预警监控消防体系、运转环境、安全办理等要素,但业内专家普遍以为,引发储能安全事端的首要原因仍是电池本身的问题。


目前,我国商业运营的电化学储能电站中,电池种类以三元锂电池、磷酸铁锂电池和铅酸电池为主。三者相比,锂离子电池中钴酸锂能量密度高、价格贵、安全性差;锰酸锂、磷酸铁锂能量密度较低、安全性高;铅酸电池功能安稳、安全耐用、价格便宜、易收回,但循环寿命短;三元锂电池能量密度高、但安全性弱。归纳各项数据来看,磷酸铁锂电池相对更优,是当前我国储能电池推广使用的主流技能。


据统计,目前国内投运的电化学储能电站中,88.8%的电池为锂离子电池,其中95%以上为磷酸铁锂电池。


不过,即使是安全功能最好的磷酸铁锂电池,也无法完全防止短路的危险。


中国化学与物理电源职业协会储能使用分会秘书长刘勇表示,短路是储能电池安全的“头号杀手”,电化学储能电站电池具有串并联数量多、规划大、运转功率大等特色,一旦产生短路,将会导致产生热失控,然后引起火灾。


“一般来说,短路可由表里两种要素引起。从内部来看,电池在制作进程中,电芯内部在生产制作上或许存在缺点或危险,或许电池在长期使用进程中,因为充放电制度和环境等要素形成电池老化,电芯内部产生了枝晶锂,触发电池内短路。从外部来看,电池的外部撞击和泡水等要素也可导致电池受损,进而导致短路。”刘勇告知记者。


国网江苏经研院储能安防研究员吴静云相同以为,储能电站火灾事端的源头大概率源于短路。“整体来看,电池热失控的诱因可分为机械乱用、电乱用及热乱用。机械乱用在移动汽车上较为常见;热乱用往往产生在连锁热失控阶段;对储能电站而言,大规划电池的充放为主要工况,使用频率最高,最容易引起电乱用。”


如何有用防范?


如果说储能电池本身的瑕疵和老化所引起的安全事端在当下很难防止,那么在电化学储能电站事端产生前的前期规划、现场施工、监控预警,以及火灾产生时的消防和应急办理方面如何做,才能及时止损并防止二次伤害产生?


刘勇以为,目前我国已建和在建的大部分电化学储能电站仍沿袭传统的报警和防护技能,缺乏针对性保护技能计划。他指出应从本体安全、自动安全、被迫防御安全三个层面做好储能电站安全体系保护。


“在本体安全方面要做好储能电池内部的安全规划和新材料体系使用;在自动安全方面要结合人工智能与体系软件技能,经过对储能电池从电芯到PACK演化进程进行分析、监测和评估,做好体系安全状况的早期预警,防止开展到热失控阶段;在被迫防御安全方面要经过消防报警控制主机、火灾勘探控制器、救活装置、消防管道器材、声光报警器、防爆全自动开关、UPS后备电源、应急外部接口等自动化设备,有用干预热失控延伸。”刘勇说。


除上述问题,目前的电化学储能电站在运维办理方面也存在不少危险。


吴静云指出,储能运维检修人员专业技能缺乏,现场作业安全办理措施不到位,应急处置能力欠缺,都极易形成事端危险,加大电站安全危险。


为此,自2018年以来,国网江苏省电力有限公司从规划、规划、设备、运转等方面对电化学储能开展了体系性研究,构成了储能电站全进程建造运维办理的“江苏经历”。


吴静云告知记者,“江苏经历”的运维办理逻辑分为三层:第一层从正常运转状况预测,提前发现异常电池,排除产生事端危险;第二层是电池毛病异常时经过气体勘探技能及时发现,较烟感、温感提前10分钟以上发现毛病,选用联动技能及时堵截电源,阻断电池热失控及其链式反应;第三层是选用防爆泄压规划防范爆燃爆破事端产生及次生灾祸,上下规划防爆风机2个,通风量每分钟1个舱体容积,最大极限防止爆燃爆破事端产生、削减财产损失,降低社会影响。


一直以来,储能工业的相关安全规范的缺位,也是储能安全事件频发的原因之一。


堵不如疏。近期,有关部委先后出台了多项关于储能工业开展和技能使用的支撑方针,特别是触及安全方面的相关方针正在抓住完善。2021年8月,国家开展改革委、国家动力局组织起草了《电化学储能电站安全办理暂行办法(征求定见稿)》,其中清晰要求,建造单位在项目规划时应归纳研判储能体系和储能场所安全危险,制止在人员密集场所、高层建筑内、地下建筑、易燃易爆场所部署储能电站。合理进行防火规划,清晰电池室等部位的最大容量、防火分隔、防爆泄压、防火封堵等要求,装备牢靠消防设施,最大极限降低危险。动力办理部门应加强电源侧、电网侧储能电站运转保护安全办理,住宅和城乡建造主管部门应加强用户侧储能电站运转保护安全办理,组织制定储能电站的运转安全监管制度,完善储能电站运转检修规范和安全操作规程。


刘勇着重,储能电站的安全有必要进行全生命周期内各环节进程办理,确保对储能电站电池电解液泄漏、热失控工作状况等进行全方位监控,并完成本地和远端后台体系数据存储,为电站运转状况和事端危险分析提供大数据支撑。


安全无小事,储能电池的安全,不仅关乎储能职业的健康开展,未来,其更是以新动力为主体的新式电力体系安稳运转的保证。

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    能量密度:125-160Wh/kg
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    温度范围:-40℃—65℃
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    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。