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縱觀儲能行業(yè)發(fā)展歷程，盡管技術(shù)水平突飛猛進，各類政策、規(guī)范標準都已取得了長足的進步，起火爆燃事故卻始終如影隨形。

儲能安全便成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。從往年儲能安全事故，看爆燃何故頻發(fā)，又應當如何防范？

一、鋰離子電池儲能電站的構(gòu)成

預制艙式鋰離子電池儲能電站是我國目前電化學儲能電站的主流建設(shè)形式。鋰離子電池儲能電站可以分為四個層次：電池單體、模組、電池簇和電池艙。電池單體通過排列集成模組，模組經(jīng)電氣連接構(gòu)成電池簇，多個電池簇與變流器等設(shè)備組成電池艙。

此外，儲能電站中還包括熱管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、儲能變流器等，多個單元協(xié)同工作保障儲能電站的安全運行。

二、為什么儲能電站容易發(fā)生事故

1、 電池排列相對密集，極易導致連鎖反應

大規(guī)模儲能系統(tǒng)的特點之一就是電池數(shù)量多、排列相對密集，單個儲能艙的容量為0.5-2MWh，內(nèi)部單體電池數(shù)量可達數(shù)萬個。儲能艙中電池集中分布的特點會增加電池的安全風險，若單體因濫用故障發(fā)生熱失控，極易導致周圍電池發(fā)生連鎖反應。

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)模應用起來，問題就完全不一樣了。

因此，國家能源局發(fā)布《新型儲能項目管理規(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目。已建成投運項目應定期評估電池性能，加強監(jiān)測、強化監(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行管理的統(tǒng)一標準。

3、儲能電站管理系統(tǒng)不完善

當前電池管理系統(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)計經(jīng)驗來源于電動汽車，然而，與電動汽車不同的是，儲能艙內(nèi)單體電池數(shù)量非常大（甚至可以達到數(shù)萬個），電池的不一致性會導致個別電池產(chǎn)生過充、過放，增加了管理和監(jiān)測的難度。

接下來，我們以3個目前公開的儲能電站事故調(diào)查分析為例，詳細了解下儲能電站為何會爆炸：

三、韓國儲能電站事故原因分析

根據(jù)韓國已經(jīng)公布的儲能電站相關(guān)事故調(diào)查中，將儲能電站事故致因總結(jié)為以下5個方面：

1、電池系統(tǒng)存在缺陷

2、應對絕緣檢測的保護系統(tǒng)不夠

3、儲能電站建設(shè)完以后管理和維護不足

4、PCS和ESS之間的綜合管理系統(tǒng)不好

5、儲能系統(tǒng)安全狀態(tài)監(jiān)測和預警系統(tǒng)不完善 

四、北京大興儲能電站爆炸事故分析報告

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。

五、美國亞利桑那州電池儲能項目爆炸原因

爆炸的原因分析：按照設(shè)計，當滅火系統(tǒng)啟動時，空調(diào)會被關(guān)閉，從而使噴出的滅火氣體得以集中。當集裝箱門被打開時，可燃混合物接觸到熱源（很可能是電池簇中余熱的電池），引起爆炸。

六、如何給儲能電站最佳的安全防護

1、 美國亞利桑那州電池儲能項目整改措施及建議

研究結(jié)果包括兩大類建議:對電池系統(tǒng)設(shè)計進行物理改變以消除氣體積聚的情況，以及改變對安全人員處理儲能站緊急情況的培訓。

（1）將在儲能系統(tǒng)中增加遙感和通風系統(tǒng)。當故障導致危險氣體釋放時，操作人員可以通過氣體識別和通風將其沖洗出去，而避免風險。

（2）其他升級包括冷卻系統(tǒng)或電芯之間的屏障，以防止火災蔓延。

（3）在安全培訓方面，在裝有電池儲能系統(tǒng)的城市，對當?shù)氐陌踩廊藛T進行培訓。

2、韓國儲能事故整改措施及建議

（1）電池本體因素仍然是儲能系統(tǒng)安全的核心，受現(xiàn)階段管理系統(tǒng)的監(jiān)測管控可靠性限制，對電池本體的充放電SOC區(qū)間有必要適當收緊。

（2）電池老化因素及運行環(huán)境因素的長期演化將可能造成腐蝕性的絕緣部件損壞，需要強化絕緣檢測并進行定期維護檢查，同時需要強化漏電斷路裝置、過電壓保護裝置、過電流保護裝置等電氣沖擊保護裝置的可靠性。

（3）儲能系統(tǒng)配置足夠強度和靈活性的主動熱管理系統(tǒng)是非常必要的。

（4）電池儲能系統(tǒng)的標準體系有待進一步完善，特別是涉及PCS、BMS、EMS之間協(xié)調(diào)、控制與管理的相關(guān)標準。

3、北京大興儲能電站爆炸事故工作建議

（1）加強對在運儲能電站的安全運行管理和技術(shù)監(jiān)督制度建設(shè)，明確管理職責和責任主體，針對不同類型的儲能事故隱患，制定故障應急預案和消防處置措施，保障人員生命安全和財產(chǎn)安全。

（2）加強儲能技術(shù)標準的應用，構(gòu)建儲能建設(shè)、運維的質(zhì)量管控體系。將相關(guān)標準要求落實到儲能技術(shù)監(jiān)督的各個環(huán)節(jié)，保障接入電網(wǎng)的儲能設(shè)備安全可靠。

（3）加快建設(shè)大容量儲能系統(tǒng)故障著火模擬試驗平臺，開展儲能系統(tǒng)火災演化機制及防控技術(shù)研究，構(gòu)建儲能系統(tǒng)火災危害等級及防護評價體系，驗證并改善儲能安全系統(tǒng)對不同實際環(huán)境的適應性。

（4）加強儲能安全技術(shù)攻關(guān)，研究儲能系統(tǒng)全壽命周期應用安全技術(shù)，研發(fā)新型本征安全儲能電池，研究儲能電站安全集成技術(shù)，研究儲能系統(tǒng)安全狀態(tài)在線感知及診斷技術(shù)，研究儲能電站安全預警、阻燃隔熱、消防滅火技術(shù)等。采取切實有效措施，加快新技術(shù)成果的推廣應用。

七、總結(jié)：如何給儲能電站最佳的安全防護

1、建立儲能電站全生命周期管理體系

前面提到，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重，所以儲能電站的全生命周期管理體系的搭建，可以做到實時檢測，免拆解定點定位，提前預警，將預防做在消防前。

2、通過電化學模型，對電池關(guān)鍵參數(shù)進行精準分析

欲達成鋰電儲能電站“零事故”安全的目標，需要改變思路，傳統(tǒng)的BMS管理系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗來源于電動汽車，僅僅采集電壓、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)進行分析，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)的精準預測帶來了挑戰(zhàn)；三是，提前預測時間有限，鋰電池從出現(xiàn)熱失控征兆到燃爆之間時間較短，長時預警正逐漸成為行業(yè)發(fā)展需要。

新思路就要用新做法，據(jù)了解，目前已有公司通過電化學模型對電池關(guān)鍵參數(shù)精準分析，相當于對電芯進行深度的“血液級”檢測，不僅僅分析電壓、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)，更可以通過深入電芯的數(shù)據(jù)分析，在多個維度、采用多種手段研究電池安全性機理，基于精準測量和數(shù)值化模型準確預測鋰電池安全性表現(xiàn)，最終提出應用化解決方案的綜合性預防策略，真正達到從源頭解決儲能安全性問題。相比于傳統(tǒng)的BMS管理系統(tǒng)，電芯“血液級”檢測技術(shù)預測精度更高，更早發(fā)出安全預警時間，真正做到守護電站安全、長壽。

3、引入專業(yè)的“第三方檢測機構(gòu)”，不斷完善儲能電站安全標準體系

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)供應商等多個領(lǐng)域，高速發(fā)展的背后，制定標準、規(guī)范市場正成為儲能規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵，權(quán)威、專業(yè)的第三方檢測機構(gòu)逐漸成為儲能發(fā)展之路上的重要推動力。

不斷爆發(fā)的儲能安全事故，折射出的是儲能電站上下游產(chǎn)業(yè)制造的品控與管理不足。高標準、更嚴苛的體系化認證與測試，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，僅有生產(chǎn)廠家出具的檢測報告將缺乏說服力，一個生產(chǎn)廠家，自己既生產(chǎn)產(chǎn)品，又出具檢測報告，既當“裁判”又做“選手”，對于市場而言，缺乏公正性，因此 ，無論對于用戶來說，還是行業(yè)發(fā)展來說，將儲能電站安全檢測的事情交由權(quán)威的第三方檢測機構(gòu)將成為必然選擇。

4、制定故障應急預案和消防處置措施

同時，針對不同類型的儲能事故隱患，需制定故障應急預案和消防處置措施，做到檢測到預警信息，第一時間處理，防止安全事故的發(fā)生，盡全力保障人員生命安全和財產(chǎn)安全。

原標題：一文看懂儲能電站為何會"起火爆炸"？