CTM蓄电池电化学储能电站储能电池运行安全研究

ctm蓄电池电化学储能电站储能电池运行安全研究

随着电化学储能电站装机容量的不断提高，其安全危险及防控问题越来越受到重视。电化学储能经过快速充电消解风光高发的冲击，在新能源低发时进行放电，可有用下降新能源发电对电网的冲击。储能电站遍及选用的定时检修战略，因检修周期较为固定，难以及时发现安全危险，一起储能元件数量多、毛病类型多，且离线检测的防控方法耗时长、本钱高、运检作业量大，检修功率低，在推广利用过程中也带来了新的安全危险。根据储能电池特点及电化学储能电站安全危险的剖析，提出健全储能电站消防设备、加大储能安全类技能研发、拟定完善的标准标准等可行性较高的操控措施和安全危险防备对策，以提高电化学储能电站安全危险管控才能。

关键词：电化学储能电站；储能电池；运转安全

1 电化学储能电站简介

电化学储能电站首要由储能电池组、电池办理体系、储能变流器和能源办理体系组成，当前储能电池常见资料类型为磷酸铁锂、钠硫、铅酸、全钒液电池等。钠硫电池常用于承当削峰填谷使命的电厂，因原资料易燃致使其安全性较低。铅酸电池可完成大容量制作，但其出产质料铅和镉对环境有污染性。全钒液电池因结构特殊，可防止电解液溶液不同活性物质穿插污染，但能量密度低。磷酸铁锂电池近年来累计装机规划最大，其使用寿命和充电功率高，是高功能的储能设备，被称为绿色电池。

2 影响电化学储能电站运转的危险因素

现在，发电企业益发重视大规划储能项目的投资建设，但安全问题也日益凸显。根据职业揭露数据，2011年以来，全球范围内已产生约50起电化学储能电站火灾事端。电化学储能电站在电池安全质量办理、运营维护、退役回收等各环节都存在安全危险，故选用的电池单体及模组应具有防止反接、短路、过充等维护功用，一起加强电池安全功能检测监管，力争将电化学储能电站可能产生的危险概率大幅下降。

2.1 安全出产技能问题

安全技能不老练。各厂家电池质量良莠不齐，部分储能电池执行电动汽车电池标准，针对规划应用的储能电池单体、模组缺少体系性安全规划，个别新式高安全储能器件技能尚不老练。常规烟感、温感勘探器难以有用辨认电池前期反常状况，预警相对滞后。不同规划和类型的储能电站固定救活体系装备标准不清晰，微型储能电站尚无清晰有用地消防设备装备标准，现有七氟丙烷等气体救活体系可快速扑灭明火，但缺少降温才能，难以抑制电池火灾复燃。

标准标准不完善。现在已发布电化学储能标准共96 项、在编19 项，其间国标18 项、行标33 项、团标44项、国网企标20项。在设备及实验、规划规划、并网调度、运转维护等方面已具备中心标准，但在施工、调试、验收、消防、检修等方面尚不完善。现有部分标准发布时刻较早，无法满意储能职业快速发展的需求。

2.2 设备本身功能缺点

当储能电站散热电扇存在功能缺点，电池温升速率大于散热速率时温控体系无法正常作业，一起空气中的湿汽、粉尘、烟雾进入电气体系和储能模块无法被及时排出，引起绝缘老化，继而产生部分短路，同样会呈现电池热失控现象。储能电站直流侧维护装备单一，未采取分级维护装置，形成直流侧短路是引起储能电站失火的常见原因。储能体系直流侧短路维护往往在簇出口安顿熔断器，意味着维护不会瞬时动作来切除毛病部分，当电池温度高于预设临界值时电池办理体系自动将毛病电路断开，但毛病期间电流过大引发储能体系过热危险仍不行小觑。

2.3 运营环境办理不良

现在储能技能在电力职业的应用愈加广泛，但运维办理仍旧面对多方挑战，如：设备该怎么科学分类办理，职工是否能清晰并严格执行国家和职业的安全规定，是否能经过渠道收集、剖析电站运转数据为优化决策供给辅助等。假如建设储能电站需求专业人员测算、匹配需求，电站的运维办理则是提高了“专业”要求。部分储能电站办理单位没有拟定完善的安全办理制度、标准或点评标准，在规划、施工、验收点评、并网测试、应急办理与事端处置等环节皆有不遵守安全作业规程致使人员受伤的事端产生。因此储能电站办理单位要做好出厂前实验作业，优选安全、可靠、环保的产品。

2.4 职工专业才能缺乏

储能电站操控室、电池室等重点部位的作业人员业务技能不达标也是值得重视的安全危险点之一。依据当前典型事端剖析，职工在进行巡查或检修维护过程中形成的机械冲击、振荡等机械乱用，而电池受外力影响致使部分机械变形，如产生穿刺则会使隔膜决裂引发正负极直接短路。大都储能电站突发安全事端，运维职工的专业应急处置技能缺乏，没有掌握消防设备及器件操作方法，不了解应急处置流程，未能在第一时刻报送危险和事件，进而使突发事件晋级，形成人员伤亡及设备损坏的后果。电站应加强处置演练，进一步提高储能设备事端应急救援处置作业水平，从客观因素方面防止电池热失控问题。

3 安全运转保证对策

3.1 健全储能电站消防设备

在电池充放电的循环过程中，如呈现过渡消耗电解液释放气体属于反常情况，因气领会形成电池内部压力过大而变形、撑破封装铝膜、内部电芯触摸问题等。针对磷酸铁锂电池气体逸出问题，可装备热释离子勘探器、可燃气体勘探报警体系，选用可持续救活降温干流救活技能，例如细水雾救活体系，该体系可在电池毛病释放电解液的蒸气或分解产物等白色烟雾初期，自动、迅速、高效地操控火灾。电站定时开展首要设备设备及体系的查看，做好电池办理体系健康状况的评估和查看，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；一起装备固定消防设备救活剂，如F500、FM200和气溶胶等。

3.2 加强储能安全技能研讨

从事端预防视点考虑，储能电站应重点研讨储能设备在运营生命周期内的安全技能，例如根据电池转态准确感知的数据人工智能预警及确诊技能，复合电热办理技能，根据阻抗响应的电池安全监测技能等。从限制事端范围扩展的视点，应研讨储能设备的火灾演化机制及抑制热蔓延隔绝防护技能、储能用电池冷却技能、集成液冷技能优化等来完善现有储能电池救活技能。为提高储能电池全体安全性，可在电解液中增加强力阻燃剂来下降其可燃性，挑选耐热性高的正负极资料；在结构创新方面，规划散热面积大的结构，如蜂巢型、方型、蛇形来提高散热才能。此外，电池短路防护、过流维护等功用对储能电站安全同样重要。

3.3 拟定完善标准标准

储能电站投运初期若未拟定合理高效的安全标准及有用标准，在日常运维办理中易呈现各类问题，对储能体系的良性运转形成必定的阻碍。可结合智能算法，自主检测电池簇呈现的荷电状况误差问题等，监管电池组中每个单元的模组电池的启用状况，来标准电池数据的收集、记录，提高储能电站的数字化运营生命周期办理才能。一起考虑到办理人员水平受限，可参考现有《电化学储能电站安全规程》和《电化学储能电站出产安全应急预案编制导则》等职业标准，编制适用于电站本身的安全标准，逐级完成储能电站危险、毛病和事端的主动监测、预防、运维及应急处理，达到“自动＋主动”复合型办理方案。