1. 電池排列相對密集,極易導(dǎo)致連鎖反應(yīng)
大規(guī)模儲能系統(tǒng)的特點(diǎn)之一就是電池?cái)?shù)量多、排列相對密集,單個儲能艙的容量為0.5-2MWh,內(nèi)部單體電池?cái)?shù)量可達(dá)數(shù)萬個。儲能艙中電池集中分布的特點(diǎn)會增加電池的安全風(fēng)險(xiǎn),若單體因?yàn)E用故障發(fā)生熱失控,極易導(dǎo)致周圍電池發(fā)生連鎖反應(yīng)。
2. 電芯本身存在問題,沒有電池全生命周期管理
在前幾年,有一個比較火的概念叫梯次利用,簡單來說,儲能電站會使用電動汽車退役的動力電池,但是電池不怕舊,怕就怕新舊不一,電芯一致性差。遙控器上兩節(jié)干電池,湊活湊合日子還能過,但儲能系統(tǒng)里,少則幾百個,多則上萬個電芯,大規(guī)模應(yīng)用起來,問題就完全不一樣了。
因此,去年,國家能源局發(fā)布《新型儲能項(xiàng)目管理規(guī)范(暫行)(征求意見稿)》,征求意見稿稱,原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項(xiàng)目。文件指出,在電池一致性管理技術(shù)取得關(guān)鍵突破、動力電池性能監(jiān)測與評價體系健全前,原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項(xiàng)目。已建成投運(yùn)項(xiàng)目應(yīng)定期評估電池性能,加強(qiáng)監(jiān)測、強(qiáng)化監(jiān)管。
但是解決掉電池出廠安裝時的品控檢測問題,還要考慮儲能電站中電池的使用壽命,一個儲能電站的壽命達(dá)到10-15年,即使同一批次的電池,使用幾年后,一致性也會降低,目前,行業(yè)內(nèi)亟需形成一個如何對電池全生命周期進(jìn)行管理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
3. 儲能電站管理系統(tǒng)不完善
當(dāng)前電池管理系統(tǒng)主要依靠測量模組表面溫度、電壓與SOC來避免電池發(fā)生過充,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來源于電動汽車,然而,與電動汽車不同的是,儲能艙內(nèi)單體電池?cái)?shù)量非常大(甚至可以達(dá)到數(shù)萬個),電池的不一致性會導(dǎo)致個別電池產(chǎn)生過充、過放,增加了管理和監(jiān)測的難度。
去年,北京儲能電站發(fā)生爆炸事故引發(fā)了社會對儲能電站安全問題的關(guān)注。國家電網(wǎng)直屬科研單位,中國電力科學(xué)研究院有限公司儲能與電工新技術(shù)研究所,發(fā)布了對該事故的分析報(bào)告,提出了可能引發(fā)爆炸的8個誘因,包括儲能電池安全質(zhì)量、電池管理系統(tǒng)和氣象環(huán)境因素等。
那么電化學(xué)儲能電站如何做好安全管理?
1、建立鋰電池全生命周期管理體系
一個儲能電站的壽命是10-15年,即使同一批次的電池,在幾年后也有可能出現(xiàn)不一致性問題,儲能系統(tǒng)有上萬個電芯,電池老化后的不一致性問題更為嚴(yán)重,所以鋰電池全生命周期管理體系的搭建,可以做到實(shí)時檢測,免拆解定點(diǎn)定位,提前預(yù)警,將預(yù)防做在消防前。
2、引入專業(yè)的“第三方檢測機(jī)構(gòu)”,不斷完善儲能電站安全標(biāo)準(zhǔn)體系
如今,儲能市場正以前所未有的速度增長,產(chǎn)業(yè)鏈涉及了電芯、電池包、系統(tǒng)供應(yīng)商等多個領(lǐng)域,高速發(fā)展的背后,制定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范市場正成為儲能規(guī)?;l(fā)展的關(guān)鍵,權(quán)威、專業(yè)的第三方檢測機(jī)構(gòu)逐漸成為儲能發(fā)展之路上的重要推動力。
不斷爆發(fā)的電池安全事故,折射出的是產(chǎn)業(yè)鏈上下游品控與管理不足。高標(biāo)準(zhǔn)、更嚴(yán)苛的體系化認(rèn)證與測試,對國內(nèi)儲能產(chǎn)業(yè)往規(guī)范化、高安全性發(fā)展有著重要意義。
3、通過電化學(xué)模型,對電池關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析
欲達(dá)成鋰電儲能電站“零事故”安全的目標(biāo),需要改變思路,傳統(tǒng)的BMS管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來源于電動汽車,僅僅采集電壓、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)進(jìn)行分析,在面對大規(guī)模儲能電站時可能心有余而力不足,一是,電池規(guī)模巨大,增加了管理和檢測的難度;二是,隨著電池本體因素演化,電池安全參數(shù)都將發(fā)生變化,給電池管理系統(tǒng)的精準(zhǔn)預(yù)測帶來了挑戰(zhàn);三是,提前預(yù)測時間有限,鋰電池從出現(xiàn)熱失控征兆到燃爆之間時間較短,長時預(yù)警正逐漸成為行業(yè)發(fā)展需要。
4、制定故障應(yīng)急預(yù)案和消防處置措施
關(guān)于大型儲能設(shè)施的消防安全問題,國內(nèi)已經(jīng)在不斷地做應(yīng)急演練,為新型儲能電站火災(zāi)應(yīng)急處置工作積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。演練要涵蓋事故預(yù)警、信息報(bào)告、指揮協(xié)調(diào)、地企應(yīng)急聯(lián)動、環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測等多項(xiàng)處置環(huán)節(jié),重點(diǎn)是儲能電站電池組發(fā)熱升溫、電池組熱失控后的應(yīng)急處置以及多級聯(lián)動下的協(xié)調(diào)指揮和救援資源調(diào)配。
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